مطالعه اثر طول لوله و سیم پیچ بر روی پارامترهای فرآیند شکل‌دهی انقباضی لوله به روش الکترومغناطیسی

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی

چکیده

شکل‌دهی الکترومغناطیس یکی از روش‌های شکل‌دهی پرسرعت است. در این روش شکل‌دهی، از نیروی الکترومغناطیسی لورنتس جهت شکل‌دهی قطعات استفاده می‌شود. اتصال قطعات با استفاده از این فرایند یک روش نوین برای مونتاژ قطعات با هدایت الکتریکی بالا می-باشد. ارتباط بین لوله و سیم پیچ در شکل‌دهی الکترومغناطیسی لوله بر تغییر شکل لوله اثر می‌کند. از جمله آنها، نسبت طول لوله به طول سیم پیچ است که یک پارامتر تعیین کننده می‌باشد. لذا مطالعه پارامترهای فرایند، برای تغییر شکل شعاعی همگن در طول شکل‌دهی الکترومغناطیس لوله لازم و مهم است. در این مقاله ابتدا، ضرورت توسعه فناوری شکل‌دهی الکترومغناطیس در تولید قطعات صنعتی مورد بحث قرار گرفته است. سپس عوامل مهمی که منجر به بهبود شکل‌پذیری می‌شود، همانند طول لوله و طول سیم‌پیچ در تغییر شکل شعاعی لوله توسط شکل‌دهی الکترومغناطیس مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج مطالعه نشان می‌دهد که با افزایش طول سیم پیچ، دامنه جریان تخلیه شده در سیم پیچ و فرکانس جریان جریان تخلیه شده، کاهش می‌یابد. به علاوه، مقدار بیشینه فشار مغناطیسی با طول سیم پیچ بصورت معکوس متناسب است و همچنین توزیع نیروی مغناطیسی اعمالی برروی لوله هنگامی که نسبت طول لوله به طول سیم پیچ برابر 92/0 می‌باشد، همگن است.

کلیدواژه‌ها


[1] Zohoor, Mehdi, Ghorbani, Bahman, Mohammadinia, Mohammad, Arezoodar, Fallahi, and Reza, Ali. Simulation and experimental study on inward aluminum tube bead formation by using electromagnetic forming with taguchi method. Modares Mechanical Engineering, 16(1):129–136, 2016 (in Persian).
[2] Mamalis, AG, Manolakos, DE, Kladas, AG, and Koumoutsos, AK. Electromagnetic forming and powder processing: trends and developments. Applied Mechanics Reviews, 57(4):299–324, 2004.
[3] Correia, JPM, Siddiqui, MA, Ahzi, Saïd, Belouettar, S, and Davies, R. A simple model to simulate electromagnetic sheet free bulging process. International Journal of Mechanical Sciences, 50(10-11):1466–1475, 2008.
[4] Zhong, LI, Li, Chun-Feng, Yu, Hai-Ping, and Zhao, Zhi-Heng. Effect of tube size on electromagnetic tube bulging. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 17(4):705–710, 2007.
[5] Weddeling, C, Woodward, S, Nellesen, J, Psyk, V, Marré, M, Brosius, A, Tekkaya, AE, Daehn, GS, and Tillmann, W. Development of design principles for form-fit joints in lightweight frame structures. in 4th International Conference on High Speed Forming, pp. 137–148, 2010.
[6] Haratmeh, H Ebrahimi, Arezoodar, AR Fallahi, Farzin, M, Attaran, M, and Toroghi, S. Electromagnetic bulge forming: investigation of electrical and mechanical parameters on forming process. in 6th international conference on electromagnetic processes of materials, 2009.
[7] Zohoor, Mehdi and Ghorbani, Bahman. Analytical and numerical analysis of geometrical and physical significant parameters on the strength of electromagnetically joints. Journal of Aerospace Mechanics, 14(2):57–66, 2017 (in Persian).
[8] Murakoshi, Yoichi, Takahashi, Masaharu, Sano, Toshio, Hanada, Kotaro, and Negishi, Hideaki. Inside bead forming of aluminum tube by electro-magnetic forming. Journal of Materials Processing Technology, 80:695–699, 1998.
[9] Arezoodar, Alireza Fallahi, Haratmeh, Hossein Ebrahimi, and Farzin, Mohmoud. Numerical and experimental investigation of inward tube electromagnetic formingelectromagnetic study. in Advanced Materials Research, vol. 383, pp. 6710–6716. Trans Tech Publ, 2012.
[10] El-Azab, Anter, Garnich, Mark, and Kapoor, Ashish. Modeling of the electromagnetic forming of sheet metals: state-of-the-art and future needs. Journal of Materials Processing Technology, 142(3):744–754, 2003.
[11] Sedighi, Mohammad, Karimi-Nemch, H, and Khandaei, M. Effect of sheet thickness on magnitude and distribution of magnetic force in electromagnetic sheet metal forming process. in Applied mechanics and materials, vol. 110, pp. 3506–3511. Trans Tech Publ, 2012.
[12] Kashani, Mojtaba, Khamedi, Ramin, and Ebrahimi, Hossein. Tube electromagnetic forming coupled simulation by ansys and ls-dyna and comparison with experimental results. Modares Mechanical Engineering, 15(5):159–164, 2015.
[13] Zohoor, Mehdi and Ghorbani, Bahman. Numerical investigation of tube compression electromagnetic forming by finite element method and design of experiment. Journal of Aerospace Mechanics, 11(3):83–90, 2015 (in Persian). [14] Yu, Hai-ping and Li, Chun-Feng. Effects of coil length on tube compression in electromagnetic forming. Transactions of nonferrous metals society of China, 17(6):1270–1275, 2007.
[15] Li, Chunfeng, Zhao, Zhiheng, Li, Jianhui, and Li, Zhong. The effect of tube length on magnetic pressure in tube electromagnetic bulging. Journal of Materials Processing Technology, 166(3):381–386, 2005.
[16] Zhong, LI, Li, Chun-Feng, Yu, Hai-Ping, and Zhao, Zhi-Heng. Effect of tube size on electromagnetic tube bulging. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 17(4):705–710, 2007.