مطالعه‌ي تجربي و المان محدود اثر توزيع نيرو بر پيش-شكل‌دهي الكترومغناطيسي قطعات ورقي مخروطي از جنس آلياژ آلومينيوم

در شكل‌دهي قطعات مخروطي به روش سنبه و ماتريس سنتي، به دليل به وجود آمدن تمركز تنش در محل برخورد سنبه و قطعه‌كار، نازك‌شدگي و پارگي در ورق رخ مي‌افتد. همچنين در جايي كه تماسي بين سنبه و ورق وجود ندارد، احتمال زيادي در به وجود آمدن چروكيدگي نيز وجود دارد. از اين رو، براي شكل‌دهي اين دسته از قطعات، همواره روش‌هاي نو مورد بررسي قرارگرفته‌اند. شكل‌دهي الكترومغناطيسي (Electromagnetic Forming)، ازجمله روش‌هاي نسبتاً قديمي شكل‌دهي سرعتبالا است كه در سال‌هاي اخير توجه زيادي را به خود جلب كرده است. در پژوهش پيش رو، فرآيند شكل‌دهي پيش‌فرم قطعات مخروطي آلومينيومي به كمك نيروي الكترومغناطيسي به دو روش المان محدود و آزمون تجربي مورد بحث و بررسي قرار گرفته است. ابتدا شكل‌دهي تجربي توسط سيم‌پيچ حلزوني ساده موردبررسي قرار گرفت و پس از تأييد اعتبار شبيه‌سازي‌ها، تحليل اثر چگالي نيرو در راستاي شعاعي و محوري در نقاط مختلف ورق انجام شد. با استفاده از نتايج به‌دست‌آمده، سيم‌پيچ جديدي طراحي و ساخته شد كه توانايي توزيع مناسب نيرو در راستاي شعاعي و محوري را دارد. كاهش توان مصرفي تا يك‌چهارم، افزايش مقدار نيروي شعاعي رو به داخل و ارتفاع پيش‌فرم مخروط شكل‌گرفته تا 2 برابر، به حداقل رساندن نيروي اصطكاك، كاهش نازك شدگي مركز قطعه‌كار به مقدار 3 درصد (ضمن افزايش ارتفاع 2 برابري) و ازبين‌رفتن چروك‌خوردگي در ناحيه فلنج ورق از مزاياي استفاده از سيم‌پيچ جديد نسبت به سيم‌پيچ اوليه است.