三峡大学电气与新能源学院的邱立课题组给大家带来了一个好消息。他们提出的离散屏蔽方案，把管件电磁胀形这个技术痛点给破解了。在“双碳”目标驱动下，航空航天、汽车工业都在追求轻量化升级，所以轻质合金成形精度就变得特别重要。传统管件电磁胀形轴向变形不均匀一直是个大问题，这个课题组给出了解决方案。邱立团队把离散屏蔽引入到了管件电磁胀形中，优化了电磁力分布，有效抑制了端部效应引起的成形缺陷。这个创新不仅提高了管件胀形的轴向均匀度，还给后续的高效成形技术提供了新路径。过去因为端部效应，管件总是呈现出中间大、两端小的凸形缺陷。学界以前尝试过优化驱动线圈结构或者引入集磁器调控电磁力分布，但效果都不太理想。这次的研究基于离散屏蔽的新型方法给这个问题找到了新的解决方案。 这篇论文主要针对传统管件电磁胀形轴向变形不均匀的核心痛点进行研究。这个方案通过引入离散屏蔽环改善了电磁力分布，从根本上解决了问题。这个方法让管件胀形变得更高效、更精准，而且还避免了复杂线圈设计和高成本集磁器带来的问题。它给轻质合金管件的高精度、高效率加工提供了新路子。 研究中我们发现，在传统管件电磁胀形中，因为端部效应影响了磁通密度分布不均匀，导致管件中间部分径向电磁力密度过大而两端较小。这就是为什么最后会出现中间大、两端小的凸形结果。 为了解决这个问题我们引入了离散屏蔽环来调控管件径向电磁力分布。离散屏蔽环是一种高电导率、高屈服强度的圆环状结构，间隔布置在驱动线圈和管件之间。 当驱动线圈通入脉冲强电流时会产生变化的强磁场，这个磁场直接在管件中感应出涡流形成径向电磁力；同时这个磁场也会在离散屏蔽环中感应出反向涡流进一步激发管件中相应区域的涡流。 两种涡流叠加后就会削弱传统工艺中管件中部过强的反向涡流降低该区域径向电磁力密度；同时通过离散屏蔽环的间隔设计保障轴向磁场分布均衡避免中部不足导致凹形变形。最终实现了径向电磁力沿管件轴向均匀分布从根源上抑制端部效应引发变形不均问题。 这个成果在实际应用中表现得非常出色。在最大胀形量一致时，传统方案、单屏蔽方案和基于离散屏蔽方案在轴向均匀变形区域分别达到12.50 mm、14.20 mm和31.25 mm。显然离散屏蔽环的引入能够有效削弱管件中部区域径向电磁力提高轴向均匀度。 这篇论文是由三峡大学电气与新能源学院邱立课题组完成的团队成员包括硕士研究生陈玉红还有副教授博士生导师邱立等人共同完成他们多年来一直致力于高电压技术、脉冲功率技术等领域的研究工作主持参与过多项国家自然科学基金项目并在国内外SCI/EI期刊上发表了多篇学术论文申请国家发明专利80余项已获授权发明专利40项。 这个成果发表在2025年第21期《电工技术学报》上论文标题为“基于离散屏蔽的管件电磁胀形电磁力分布与轴向均匀度研究”。本课题为国家自然科学基金资助项目。