许永鹏，董新龙

(宁波大学机械工程与力学学院，宁波 315211)

0 引 言

薄壁金属柱壳结构的动态膨胀变形及其局域化演化、破坏、碎裂过程的研究在高速塑性成型领域具有重要意义。试验研究中，常采用内部爆炸、电磁驱动以及气炮压缩的方法使柱壳试样的内芯材料发生变形，实现均匀的膨胀变形及破坏。其中，利用螺形电磁线圈驱动金属薄壁柱壳高速膨胀的方法具有加载简单、易于控制、无机械作用引起的应力波传播等优点，在试验研究中应用广泛。1965年NIORDSON[1]最早提出电磁驱动金属膨胀环的高应变速率拉伸加载试验装置；随后，有学者采用电磁膨胀环技术研究了铝、铜等合金圆环在动态膨胀冲击载荷作用下的结构塑性响应行为及碎裂特性[2-4]；WESENBERG等[5]利用电磁线圈驱动金属薄壁圆管，分析了圆管的碎裂特征；还有学者利用电磁驱动Al6061-O铝合金圆管膨胀，探讨了应力状态对圆管变形的局域化演化及破坏的影响[6-9]；桂毓林等[10]和傅爱杰等[11]均利用电磁驱动铝合金膨胀，探讨了铝合金的失稳变形过程及其高速成型的“增塑性”机理；赵志衡等[12]采用有限元计算了电磁驱动管坯膨胀变形时的磁压力分布，发现放电瞬间径向磁压力在管坯上的分布不均匀，端部磁压力小于中部。目前的研究主要集中在电磁驱动金属柱壳动态膨胀变形的碎裂特征及其影响因素方面，关于动态膨胀过程中金属柱壳在不同轴向高度上的磁压力分布研究鲜有报道。……