高速列車電機用電磁線芯拉拔成形的研究.pdf

1、隨著我國鐵路的蓬勃發(fā)展,高速列車牽引電機日益受到重視,為此對牽引電機關鍵材料——電磁線的性能提出了更高的要求。此種電磁線需在高質量的銅線芯表面繞包kapton薄膜或FCR薄膜膠帶再經高溫燒結而成,具備優(yōu)異的導熱、耐熱、機械和電氣性能。與國外電磁線同類產品相比,國產電磁線的線芯在表面質量、尺寸精度和柔軟度方面存在較大的差距,無法滿足高速列車電機用電磁線線芯的使用要求。為解決線芯的表面質量問題,本文從電磁線線芯的拉拔數學方程、拉拔成形有限元

2、數值模擬和拉拔試驗三個方面開展了研究工作,主要內容如下:
　　 1.闡述了有限元模擬在塑性成形中應用狀況,剛塑性有限元法的基本原理、基本力學方程以及求解方法;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;結合應力平衡微分方程與塑性條件,推導了電磁線線芯拉拔的數學公式。
　　 2.應用有限元仿真軟件DEFORM-3D對電磁線線芯拉拔變形過程進行數值模擬,結果表明:電磁線線芯拉拔成形過程中存在等效應力、等

3、效應變和溫度等不均勻分布現象,尤其以線芯截面邊緣中部和圓角位置的應力應變最為集中、溫度最高;摩擦對拉拔過程中溫度、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;拉拔工藝參數對金屬流變、應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,有利于降低應力集中、促進金屬均勻流變和提高線芯表面質量。
　　 3.研制了一套與萬

4、能拉伸試驗機相配合的拉拔夾具,進行了不同潤滑劑的電磁線線芯拉拔實驗,結果表明:單一的增大潤滑劑基礎油的粘度,對于降低摩擦磨損、減小拉拔力和提高表面質量等作用有限;在潤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程中摩擦,降低線芯表面磨損及銅粉產生,且顯著提高了線芯的表面質量。
　　 4.進行了性能優(yōu)良全油潤滑劑和現有水基潤滑劑的對比拉拔試驗,結果表明拉拔過程中采用優(yōu)良的全油潤滑劑比采用水基潤滑劑時的拉拔力下降900