高速列車電機(jī)用電磁線芯拉拔成形的研究.pdf

1、隨著我國(guó)鐵路的蓬勃發(fā)展,高速列車牽引電機(jī)日益受到重視,為此對(duì)牽引電機(jī)關(guān)鍵材料——電磁線的性能提出了更高的要求。此種電磁線需在高質(zhì)量的銅線芯表面繞包kapton薄膜或FCR薄膜膠帶再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成,具備優(yōu)異的導(dǎo)熱、耐熱、機(jī)械和電氣性能。與國(guó)外電磁線同類產(chǎn)品相比,國(guó)產(chǎn)電磁線的線芯在表面質(zhì)量、尺寸精度和柔軟度方面存在較大的差距,無(wú)法滿足高速列車電機(jī)用電磁線線芯的使用要求。為解決線芯的表面質(zhì)量問(wèn)題,本文從電磁線線芯的拉拔數(shù)學(xué)方程、拉拔成形有限元

2、數(shù)值模擬和拉拔試驗(yàn)三個(gè)方面開(kāi)展了研究工作,主要內(nèi)容如下:
　　 1.闡述了有限元模擬在塑性成形中應(yīng)用狀況,剛塑性有限元法的基本原理、基本力學(xué)方程以及求解方法;建立了電磁線線芯拉拔的剛塑性有限元模型,確立了模型適合的邊界條件;結(jié)合應(yīng)力平衡微分方程與塑性條件,推導(dǎo)了電磁線線芯拉拔的數(shù)學(xué)公式。
　　 2.應(yīng)用有限元仿真軟件DEFORM-3D對(duì)電磁線線芯拉拔變形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果表明:電磁線線芯拉拔成形過(guò)程中存在等效應(yīng)力、等

3、效應(yīng)變和溫度等不均勻分布現(xiàn)象,尤其以線芯截面邊緣中部和圓角位置的應(yīng)力應(yīng)變最為集中、溫度最高;摩擦對(duì)拉拔過(guò)程中溫度、拉拔力和金屬流變存在明顯的影響,在相同的工況條件下,降低摩擦,電磁線線芯變形界面溫度下降且分布均勻,促使電磁線線芯的均勻流變,降低拉拔力;拉拔工藝參數(shù)對(duì)金屬流變、應(yīng)力也存在明顯的影響,拉拔速度在1000mm/s以下和模角在8～10°時(shí),有利于降低應(yīng)力集中、促進(jìn)金屬均勻流變和提高線芯表面質(zhì)量。
　　 3.研制了一套與萬(wàn)

4、能拉伸試驗(yàn)機(jī)相配合的拉拔夾具,進(jìn)行了不同潤(rùn)滑劑的電磁線線芯拉拔實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:單一的增大潤(rùn)滑劑基礎(chǔ)油的粘度,對(duì)于降低摩擦磨損、減小拉拔力和提高表面質(zhì)量等作用有限;在潤(rùn)滑劑中添加適宜的油性劑和極壓劑,能明顯減小電磁線拉拔變形過(guò)程中摩擦,降低線芯表面磨損及銅粉產(chǎn)生,且顯著提高了線芯的表面質(zhì)量。
　　 4.進(jìn)行了性能優(yōu)良全油潤(rùn)滑劑和現(xiàn)有水基潤(rùn)滑劑的對(duì)比拉拔試驗(yàn),結(jié)果表明拉拔過(guò)程中采用優(yōu)良的全油潤(rùn)滑劑比采用水基潤(rùn)滑劑時(shí)的拉拔力下降900