电磁成形属于高能率成形技术,是利用脉冲放电过程中在金属坯料上产生的洛仑兹力成形工件的一种工艺,可应用于航空、航天、汽车制造等领域。由于成形过程是十分复杂的多场耦合过程,电磁成形理论和工艺研究还不完善。目前,电磁成形工艺中应用较多的是管件成形。本文通过数值模拟和试验研究的方法,对管件组合线圈电磁胀形的动态特性和工艺参数的影响规律进行系统研究。首先分析了管件电磁胀形有限元的基本理论,为管坯变形的有限元数值模拟奠定理论基础。基于ANSYS软件对管件组合线圈电磁胀形过程进行了有限元数值模拟,给出了磁压力的时空分布。文中用径向位移分布不均匀性系数(S)为管坯端部和对应线圈中部的管坯的径向位移的比值,来表征径向位移不均匀分布的程度。当单个线圈匝数为15匝时,给出了管坯均匀成形的条件和临界相对长度,当管坯相对长度L<0.91,管坯的端部变形大于对应线圈中部的管坯的变形;当管坯相对长度L>0.91,管坯的端部变形小于对应线圈中部的管坯的变形;当管坯相对长度L=0.91,管坯的端部近似均匀成形。采用数值模拟和试验研究相结合的方法,研究了管件组合线圈电磁胀形规律,揭示出两个串联螺线管线圈电磁成形时磁压力的分布规律和管坯变形规律,分析了组合线圈结构参数(间距和匝数)和成形系统放电参数(放电电压、放电频率等)对组合线圈电磁胀形的影响规律。结果表明:随着线圈间距的增加,两个线圈的相互影响减弱,管坯中部和对称点处的径向磁压力近似相等,管坯的最大径向位移基本不变;随线圈匝数的增加,管坯最终变形量减小,变形区增加;管坯的径向位移随放电电压的增加线性增大;管坯的径向位移随放电频率的增加先增大后减小,存在一最佳频率(本文模拟的条件下是9.82 kHz)。管件变形的数值模拟结果与试验结果吻合很好,前者可以起到对后者的指导和部分替代的作用。