电磁脉冲成形加工技术.ppt
电磁成形
A
3
二.电磁成形原理及设备
原理
电容和控制开关形成放电回路，瞬时电流通过工作线圈产生强
大的磁场，同时在金属工件中产生感应电流和磁场，在磁场力
的作用下使工件成形。
A
4
原理
电液成形与电磁成形相比，除了放电原件不同外，其余都是相
同的，电液成形的放电原件是水介质中的电极，而电磁成形的
放电原件是空气中的线圈。 A
获取高密度粉末冶金
制品的有效方法。
A
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五、电磁成形工艺应用及前景 应用前景
目前电磁成形工艺在航空航天工业的应用情况好于一般工业。 这主要是航空航天工业大量使用铝合金，而电磁成形适合应 用于铝合金等高导电性的材料。在其他行业(如汽车行业、仪 表行业、玩具行业)中，电磁成形也有非常重要的应用。 功能陶瓷电磁粉末压制为电磁成形技术在功能陶瓷行业、敏 感元件和传感器行业可开辟广阔的应用前景。
➢毛坯几何形状：感应电流通路。
➢模具：
1）、模膛形状应与成形件相应部分的形状、尺寸相同，并设足够的排 气孔；
2）、模具的材料取决于成形零件的形状、厚度和材料的力学性能；
3）、模具选材时，应尽量避免使用导电性能好的材料。
A
8
四、电磁成形工艺设计要点
随着电磁成形技术的不断完善以及电磁成形设备的不断改进和提
高，电磁成形工艺将在众多工业领域得到越来越广泛的应用。
A
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➢工作线圈：
为满足电磁成形工艺要求，线圈应具备一下特点： 1）、可高效率地把电能转变成毛坯塑性变形功； 2）、具有足够的强度及可考的绝缘性； 3）、适宜的放电频率； 4）、必要的冷却。
➢设备能量
一般可采用下式进行设备能量的估算：
电磁脉冲成形加工技术
02 电磁脉冲成形加工技术原 理
电磁脉冲产生
高压电源
通过高电压产生电场，使空气或 其他介质中的自由电荷发生位移，
形成电流。
脉冲形成网络
利用电阻、电容等元件组成的网络， 将高压电源产生的电流进行调制， 形成具有特定波形和参数的脉冲电 流。
脉冲变压器
将高压电源产生的电压进行升压， 以满足加工需求。
脉冲传播与成形
例如，在微电子制造中，电磁脉冲成形加工技术可以实现微电子器件的高效、高精度制造和加工。这种加工方式可以显著提 高微电子器件的性能和可靠性，因此在微电子制造领域得到了广泛应用。
04 电磁脉冲成形加工技术的 优势与挑战
技术优势
高精度加工
高效能
电磁脉冲成形加工技术能够实现高精度的 材料加工，满足各种复杂形状和结构的制 造需求。
电磁波作用于加工材料时，产生迅速 的加热效应，使材料局部温度升高。
02
材料变形
随着温度升高，材料发生热膨胀和热 传导，导致局部区域产生变形。
பைடு நூலகம்01
加工精度
利用电磁波的聚焦和精确控制技术， 可以实现高精度的微细加工和纳米级 加工。
05
03
材料去除
当材料达到熔点或沸点时，部分或全 部材料会汽化或熔化，形成小颗粒被 气流带走或被液体冲刷掉。
塑料材料的电磁脉冲打标
总结词
高精度、高效率、非接触
详细描述
电磁脉冲打标利用高能电磁脉冲瞬间加热塑料材料，使其表 面发生物理或化学变化，形成永久性的标记。该技术具有高 精度、高效率、非接触的特点，广泛应用于电子、医疗器械 、食品包装等领域的产品标识和追溯。
微纳结构制造的电磁脉冲处理
总结词
精细加工、高精度控制、低成本
制作电磁脉冲的技巧
制作电磁脉冲的技巧标题：探索电磁脉冲制作的技巧：从基础到高级引言：电磁脉冲（EMP）是一种强大且具有潜在破坏力的现象，能够对电子设备和电网基础设施造成灾难性影响。
然而，了解和熟练掌握制造EMP的技巧并不仅限于黑客或恶意分子。
本文将从基础到高级，全面探讨制作EMP的技巧，旨在提供读者对这个领域的全面理解。
第一部分：电磁脉冲的基础知识首先，我们将介绍EMP的基本概念和工作原理。
解释EMP是如何产生的，以及其对电子设备和基础设施的潜在影响。
我们将探讨不同类型的EMP，包括高能脉冲（HEMP）、中能脉冲（LEMP）和短时脉冲（SEMP），并了解它们的特点和应用领域。
接下来，我们将深入研究EMP的传播特性和衰减规律。
我们将讨论电磁波的传播方式、环境因素对其传输效果的影响，以及不同材料的屏蔽效能。
此外，我们还将解释波前和波后效应以及它们对EMP传播的影响。
第二部分：低级EMP制作技巧在这一部分，我们将重点介绍一些基础的EMP制作技巧。
这些技巧旨在帮助读者了解EMP的基本构成和制作过程。
我们将介绍制作基于脉冲电源的简单EMP装置所需的元件和电路。
此外，我们还将讨论简单的电磁辐射天线设计和放大器的使用方法。
除此之外，我们还将介绍一些基本的EMP测试方法。
这些测试方法将帮助读者评估所制作EMP装置的效能和输出能力。
我们将探讨EMP的功率测量、频谱分析以及对不同设备和系统的实际影响测试等方面的内容。
第三部分：高级EMP制作技巧在这一部分，我们将深入探讨一些高级EMP制作技巧。
这些技巧需要更高级的电子知识和技能。
我们将介绍如何构建更复杂的EMP发射系统，包括脉冲功率放大器、优化的辐射天线设计和调制技术。
此外，我们还将讨论EMP系统的定制化和优化。
我们将介绍如何根据特定目标和要求来设计自定义的EMP装置。
我们将探讨不同材料的选择、电路优化和辐射特性的调节等相关内容。
总结与回顾：通过本文的探索，我们对制作电磁脉冲的技巧有了全面的了解。
电磁成形技术及应用
电磁成形技术及应用规模工业化应用的程度，但具有广阔的应用前景。
文章介绍了电磁成形技术的原理及发展状况，并介绍了在平板件成形以及粉末压制领域的应用。
关键词：电磁成形；平板件成形；粉末压制电磁成形的基本原理就是电磁感应定律，由电磁感应定律可知变化的电场周围会产生变化的磁场，变化的磁场又会在其周围空间激发涡旋电场，处于此电场中的导体中就会产生感应电流，带电导体在变化的磁场中就会受到电磁力，电磁成形技术就是以此为动力作用在工件上，使工件发生变形。
由于工件发生变形的速度非常快，时间短，所以能够显著改善材料的塑性行为，并能减小回弹量及残余应力。
1 电磁成形技术的发展概况20世纪20年代，研究人员在脉冲磁场实验中发现在磁场中用来成形的线圈会发生膨胀甚至破裂，这激发了研究人员对于电磁成形技术的研究。
从20世纪50年代末出现第一台电磁成形机后陆续出现各种能量的电磁成形机，电磁成形技术开始在航空航天，汽车等行业得到应用。
80年代后，电磁成型技术已经发展较为成熟并在欧美等发达国家开始广泛的应用，并且已经系列化、标准化。
目前，电磁成形技术已可应用于板料的冲压成形，管件的连接扩孔以及粉末压制等众多领域。
2 电磁成形在板材成形中的应用对板材的电磁成形加工，其示基本原理如图1所示。
当储能电容器向成形线圈中放电时，线圈中就产生变化的电流，由电磁感应定律可知，变化的电流会在其周围空间产生变化的磁场，随着电容器的不断充放电，就在线圈周围空间将产脉冲磁场，脉冲磁场中的工件中就会感应出电流（涡流），工件就成为带电体，而处于急剧变化的磁场中的带电体会受到磁场力的作用，当该磁场力超过材料的屈服极限时，工件就会发生塑性变形，从而达到加工零件的目的。
2.1 电磁成形加工高强钢随着全球汽车数量的不断增加，能源短缺、环境污染等一系列问题随之而来，采用高强度钢来使汽车轻量化已经成为目前汽车行业的发展趋势。
但高强度钢的屈服强度和抗拉强度都很高，在压力加工过程中容易出现破裂和回弹等现象，零件的形状尺寸也难以得到精确的控制。
无线通信原理与应用-6.3-脉冲成形课件
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两种常用的脉冲成形滤波器
n 升余弦滤波器 n 高斯滤波器
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升余弦滤波器
n 升余弦滚降滤波器满足奈奎斯特准则，其频率响应函 数为：
n 其中α是滚将因子，取值范围为0到1。其冲激响应函数
为：
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升余弦滤波器的频率响应
滤波器的频率响应函数如右 图。 α为滚降系数。
0≤ α ≤ 1 。 α ＝0时是滤波带宽为0.5R 的理想低通滤波器； α ＝0.5时，滤波带宽为 0.75R； α ＝1时，滤波带宽为R。
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频域
时域
注意： α越大，滤波器带宽越宽，但冲激响应过零点时衰减得 会越快——有利于减小对定时抖动的敏感度。
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n 升余弦滤波器的滤波器带宽BRC ： BRC ＝(1＋α) / 2TS 。
基带信号带宽
所以，能够通过该滤波器的符号速率为： RS＝1 / TS=2BRC / (1+α) 。
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பைடு நூலகம்
n 数据为“1 ，0 ，1” ，进行α=0.5的升余弦脉冲成 形， BPSK已调波形。
器的频率响应函数。如果信道为理想信道，即
Hc(f)=1或hc(t)=6(t) (即使信道不是理想的，也 可以通过均衡来消除信道的影响)，我们使，
。
这样，既保证了整个系统可以实现无码间干扰
传输(设Hc(f)=1)，又实现了匹配滤波—— 以 获取最佳信噪比。此时我们称发送端的脉冲成
形滤波器Ht(f)为平方根升余弦滤波器 。
无线通信原理与应用
第六章移动无线电中的 数字调制技术
1
主要内容
n 调制技术概述 n 无线移动通信对数字调制技术的要求 n 线路码及其频谱 n 脉冲成形 n 信号空间概念 n 线性调制技术 n 恒包络调制技术 n 扩频调制技术
电磁脉冲PPT课件
▪ 核爆起 果整 。电个磁控脉制冲系统武的器混乱，酿成严重后
飞机、导弹破坏，将会
造成重大的损失▪。非核电磁脉冲武器
.
9
❖防护
▪ 电磁屏蔽 ▪ 保护滤波器 ▪ 光学器件
应用及防护
.
10
LOGO
.
11
▪ 使飞机和导弹等的金属外壳上产生很大的感应 电流，沿其表面流动，通过缝隙到壳内，破坏 其内部电子元器件。
.
7
应用及防护
能够产生强大的电磁波 进行攻击终极武器？！
用于暗杀和潜入 的EMP手雷？！
.
8
应用及防护
如果电缆的绝缘材料被击穿造成短路， 大量的电话、电报等邮政通讯系统及 军事通讯系统就会中断。
❖核电磁脉冲的机理
▪ 核爆所产生之γ射线会以光速由爆点向四周辐射， 和空气中的氧、氮原子相撞击，而产生带负电 的电子，产生极强的电磁场
.
6
核电磁脉冲
❖核电磁脉冲的特点
▪ 幅度大 ▪ 作用时间短 ▪ 频谱宽 ▪ 作用范围广
❖核电磁脉冲的破坏机理
▪ 与电缆、导线和天线等耦合，把电磁脉冲的能 量传递给电子设备，引起设备的失效或损坏和 触发器翻转。
.
3
电磁脉冲定义及分类
❖什么是电磁脉冲？
▪ 由爆炸、闪电、太阳黑子、导管效应或电器火 花等状况下产生的电磁辐射，或者由于康普顿 效应或光子散射产生与光电子产生的剧烈变化 的交变电磁场，作用于电子材料、爆破设备或 周围媒介的电磁冲击波，即称为EMP。
.
4
电磁脉冲定义及分类
❖电磁脉冲的分类
▪ 核电磁脉冲——核爆炸产生的电磁脉冲，任何 在地面以上爆炸的核武器都会产生电磁脉冲。 能量大约占核爆炸总能量的百万分之一，频率 从几百赫到几兆赫。
脉冲形成技术-传输线-讲义
平板传输线
TC
e
TD
Assumptions
TEM conditions
Uniform dielectric (e ) between conductors
TC<< TD; WC>> TD
T-line characteristics are function of:
Material electric and magnetic properties
F m
0.4
mr
TD WC
mH m
TD mr
Z0
377 WC e r
To a first order, t-line capacitance and inductance can be
approximated using the parallel plate approximation.
Here, k=εr
e is electric permittivity
e0= 8.85 X 10-12 F/m (free space) eri s relative dielectric constant
m is magnetic permeability
m0= 4p X 10-7 H/m (free space) mr is relative permeability
功率传输效率
在Z1和Z3是事先确定的情况下，要求Z2取适当值达到最大功率输出。 令功率式右边对Z2的导数为零即得：
传输线等值集中参数定理
结论：电感、电容影响折射波陡度，不影响最大幅值
任意电压波形作用于传输线波过程
e(t) : 任意电压波形的函数表达式 y(t) : 单位阶跃函数的解
电磁脉冲成形加工技术
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电磁脉冲成形加工技术(EMPT)
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电磁脉冲成形加工技术
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电磁脉冲成形加工技术
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电磁脉冲成形加工技术
电磁脉冲成形加工技术(EMPT)
基本原理
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电磁脉冲成形加工技术
加工设备
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电磁脉冲成形加工技术
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电磁脉冲成形加工技术
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电磁脉冲成形加工技术
• EMPT（电磁脉冲技术）是基于通过强磁场，不 需接触，而改变导体材料的形状的理论，可用 于对金属管件和薄板件进行连接、焊接、成形 和切割。EMPT的一个显著特点就是可以压缩任 何管体的横截面。使用合适的材料和设计方法， 可以有效延长脉冲发生器和线圈的使用寿命， 维护间隔时间长达500 000～2 000 000次脉冲， 因此可以将连接或者整形钢或者铝材零件的成 本消减为仅仅几美分。经证实，PST产品100% 的程序控制，是完全适应自动化生产线和满足 工业需求的。
电子技术4第 12 章 脉冲波形的产生与整形-PPT精选文档
其中UT+为正向阈值电 压，UT-为负向阈值电 压，UH为滞后电压或 回差电压。
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第 12 章
脉冲波形的产生和整形
输入信号上升时按照UT+阈值翻转 输入信号下降时按照UT-阈值翻转
可以用CMOS基本门电 输出信号由高（ High）翻转为低（Low） 路组成施密特触发器：
输出信号由低（Low）翻转为高（High）
A1
1 ↓ ↓ 0 × ↓ 1 ↓ × 0
A2
1 1 1 ↑ ↑
B
Q
Q
× 1 0 ×
× 1 × 0
0 × 1 1
0 0 0 0
1 1 1 1
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第 12 章
脉冲波形的产生和整形
2. 可重复触发的单稳态触发器74HC123
逻 辑 符 号 工 作 波 形
74HC123功能表
输 入 输 出
施密特触发器（Schmitt Trigger） 单稳态触发器（Monostable Trigger）
多谐振荡器（Multivibrator）
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第 12 章
脉冲波形的产生和整形
12.1 多谐振荡器
主要要求：
理解多谐振荡器的概念和特点。
了解多谐振荡器的多种构成电路。
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第 12 章
脉冲波形的产生和整形
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第 12 章
脉冲波形的产生和整形
12.2.1 微分型单稳态触发器
单稳态触发器有一个稳定工作状态和一个暂稳态，无外加 触发信号时处于稳态。在外加触发输入信号作用下，它由 稳态进入暂稳态，维持一段时间后，有自动返回到稳态。 暂稳态维持时间长短之于电路中阻容元件参数决定，与外 加触发脉冲信号无关。 微分型单稳态触发器由G1的 输出到G2的输入将其耦合， RC为定时电路，其中R数值 小于G2的关门电阻，以保证 G2关门（静态时）。
铝合金管件和板材的电磁脉冲成形工艺问题研究
铝合金管件和板材的电磁脉冲成形工艺问题研究摘要：电磁脉冲形成是一种高能高速率的钣金件加工方法，能够在很大程度上提高材料的形成极限。
电磁脉冲形成技术目前主要应用在关键碰见、缩径、平板胀形、压印形成以及管连接和焊接等工艺之中。
本文对铝合金管件和板材的电磁脉冲形成工艺的问题进行了深入的研究与分析，旨在帮助我国目前铝合金行业应用中存在的问题，提高我国的铝合金工艺技术。
关键词：铝合金管件；板材；电磁脉冲形成工艺；问题；研究随着我国工业的快速发展，铝合金在各种制造领域的应用和重视程度在不断增加，各行各业对铝合金的需求量在不断提高，铝合金可以帮助多种制造产业实现轻量化，从而提高能源利用率，促进节能减排，然而铝合金因其自身的独特属性，有着较差的成形性能，这一特点对多个制造行业在应用铝合金时造成了一定的难度，为了解决技术难题，我国的科研人员近些年来研制出多种新型工艺，对于铝合金的应用发挥重要的促进作用。
1电磁脉冲成形工艺的原理和特点1.1电磁脉冲成形工艺的原理电磁脉冲成形工艺是使电容器充电达到材料变形所需要的电压，之后放电使脉冲电流流经线圈，从而产生一个瞬间的电磁场并穿透材料，所产生的电磁场反过来在材料上发生感应生成一个会随时间变化而变化的电流，这个感应电流在线圈区域有感应产生很强的交变电磁场，随着时间的变化，材料表面和线圈中的相反方向的电流会引起互为排斥的磁场力，材料会在这种互相排斥的磁场力作用下发生高速变形。
电磁脉冲形成工艺通常情况下可以分为两种，第一种是成形轴对称的材料，比如铝合金管件；第二种是成型平板件，比如铝合金板材[1]。
1.2电磁脉冲成形工艺的特点电磁脉冲成形工艺与传统的成形工艺相比，具有明显的优势，因为在电磁脉冲工艺中，材料的变形在毫秒级，变形成功率会更高，其主要特点体现在以下两个方面：（1）提高铝合金材料的成形极限。
电磁脉冲成形是高应变速率成形工艺，会使铝合金材料的应变率敏感度提高，同时提高铝合金材料的硬化速率。
电磁成形
特种塑性成形—电磁成形目录1电磁成形工艺简介及应用实例 (1)1.1电磁成形工艺 (1)1.2电磁成形的特点 (2)1.3.1电磁成形工艺的应用简介 (3)1.3.2板料电磁成形 (5)2电磁成形工艺的应力应变特点及变形规律分析 (6)电磁成形电磁力的研究 (6)3电磁成形工艺常见缺陷形势、产生原因及预防措施。
(8)3.1管件均匀性 (8)3.2镁合金 (9)4电磁成形工艺研究现状、发展方向、国内主要研究机构、代表性人物、代表性论文。
(9)4.1工艺研究现状 (9)2电磁成形工艺发展方向 (11)3国内主要研究机构 (13)4代表性人物 (14)5代表性论文 (14)参考文献 (14)1电磁成形工艺简介及应用实例1.1电磁成形工艺电磁成形是利用磁场力使金属坯料变形的高速率成形方法，脉冲磁场力是由电容器通过工作线圈瞬间放电所产生的，脉冲磁场力是磁场间相互排斥或相互吸引的作用力。
因为在成形过程中载荷是以脉冲的方式作用于毛坯的，因此又称为磁脉冲成形。
图1为典型电磁成形系统的原理图。
首先，由高压发生器对电容器2充电，然后让高压放电开关3闭合，电容器2通过开关3和线圈1放电，继而在电感线圈中产生强大的脉冲电流，于是，线圈中就建立起强大的脉冲磁场，见图1a所示。
若在线圈中放置导电体工件6（金属成形零件），如图1b所示，则由电磁感应定律可知，在工件6上就会产生一个阻碍脉冲磁场变化的感应电流，该电流的方向与线圈中的电流方向相反，产生一个反向磁通阻止原磁场穿过工件6，迫使磁力线密集于线圈和工件之间的间隙内，而密集的磁力线具有膨胀作用，因而工件受到一个沿半径方向向内的磁场压力，于是工件便产生压缩变形。
集磁器可用来改变简单线圈产生的磁场，使工件在指定部位产生变形。
图1 电磁成形原理图1.线圈2.电容器3.高压开关4.磁力线5.绝缘线6.工件上述原理可由左手定则来计算，如图2所示，在图2中，I为放1电线圈中的电流方向，I为工件上产生的感应电流方向，由左手定则可判定工件受到一个向内的压力的作用。
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电磁脉冲成形加工技术
电磁脉冲成形加工技术
电磁脉冲成形加工技术
电磁脉冲成形加工技术
电磁脉冲成形加工技术
电磁脉冲成形加工技术
电磁脉冲成形加工技术电磁脉冲成形工技术电磁脉冲成形加工技术
电磁脉冲成形加工技术(EMPT)
电磁脉冲成形加工技术(EMPT)
基本原理
电磁脉冲成形加工技术
加工设备
电磁脉冲成形加工技术
电磁脉冲成形加工技术
电磁脉冲成形加工技术
• EMPT（电磁脉冲技术）是基于通过强磁场， 不需接触，而改变导体材料的形状的理论，可 用于对金属管件和薄板件进行连接、焊接、成 形和切割。EMPT的一个显著特点就是可以压 缩任何管体的横截面。使用合适的材料和设计 方法，可以有效延长脉冲发生器和线圈的使用 寿命，维护间隔时间长达500 000～2 000 000 次脉冲，因此可以将连接或者整形钢或者铝材 零件的成本消减为仅仅几美分。经证实，PST 产品100%的程序控制，是完全适应自动化生 产线和满足工业需求的。