电磁成形是一种高速率成形方法,这种技术通过强大的脉冲电磁力来改变金属材料形状,能大幅提高金属成形极限,减少材料起皱、破裂以及回弹等问题。与传统加工工艺相比,电磁成形技术具有一些无可比拟的优势,为解决高性能铝合金成形问题提供了另一种有效手段,具有非常广阔的发展前景。成形线圈是电磁成形系统脉冲电磁力的载体,目前电磁成形遇到的瓶颈之一就是成形线圈成形能力不足,主要表现在成形力场小、线圈寿命不足等方面,严重制约了电磁成形技术的发展。线圈发热是导致成形线圈材料老化或烧毁、绝缘破坏,缩短线圈寿命的主要因素之一。如果能有效改善线圈的发热,提高线圈热力学强度,将极大的延长线圈的使用寿命,提高成形线圈综合性能,具有非常重要的现实意义。针对这一问题,本文拟开展电磁成形线圈温度特性分布研究,并探索线圈温度优化方案,力图极大的改善线圈发热问题,提高线圈寿命,进而为突破现有电磁成形线圈技术瓶颈提供方向之一。具体内容可分为:首先,仿真模拟方面,在充分考虑线圈趋肤效应、工件变形和速度以及线圈温度对成形过程影响的基础上,建立了基于COMSOL Multiphysics的涉及电路、磁场、结构场、温度场等多场耦合的完整有限元仿真模型。其次,线圈发热机理方面,首先对线圈焦耳热的产生进行了理论阐述,并探讨了实验过程中相关放电条件和电路参数对线圈焦耳热的影响,接着对线圈在放电过程中和放电后温度分布规律做出表述。最后介绍了平板成形线圈的设计及绕制。进而,从减少线圈焦耳热产生方面提出优化方案。通过在传统放电电路中引入续流回路,将放电电流第一个峰值以后在线圈产生的焦耳热大部分转移到续流电阻,这样不仅能有效降低线圈产生的焦耳热,而且被证明对成形效率没有降低的影响。最后,从降低线圈温升方面提出优化方案。通过增加平板线圈轴向高度来大幅度降低线圈平均温升,改善线圈发热,同时该方案被证明同样可以有效降低线圈产生的焦耳热,且对成形效率降低影响不大。