بررسي عددي شكل دهي انقباضي لوله به روش الكترومغناطيسي توسط تكنيك المان محدود و طراحي آزمايش

Numerical Investigation of Tube Compression Electromagnetic Forming by Finite Element Method and Design of Experiment

شكل دهي الكترومغناطيس يكي از روش هاي شكل دهي پرسرعت است كه از نيروي الكترومغناطيسي لورنتس جهت شكل دهي، اتصال و مونتاژ قطعات با هدايت الكتريكي بالا استفاده مي شود. در اين مقاله، اثر پارامتر هاي مهم فرايند، مانند ولتاژ تخليه، ضريب اصطكاك، لقي بين قالب و لوله، طول و ضخامت ديواره لوله، بر روي جابه جايي شعاعي و نازك شدگي قطعه كار بررسي شده است. خروجي معادلات حاكم الكترومغناطيسي به شكل فشار در نرم افزار المان محدود، بر روي قطعه كار اعمال شده است. در اين تحليل، آناليز ديناميكي با به كار بردن يك مدل دوبعدي تقارن محوري به انجام رسيد و مدل كرنش سختي جانسون- كوك براي توصيف حساسيت نرخ كرنش و نشان دادن رفتار پلاستيك ماده به كار رفت. نتايج به دست آمده با نتايج تجربي موجود در مراجع معتبر ديگر مقايسه شد و تطابق خوبي حاصل شد.

Electromagnetic forming is a high energy rate forming process which is applied for manufacturing and assembly of many parts that are used in automobile and aerospace industries. In this process, the electromagnetic body forces (Lorentz forces) are used to produce metallic parts. In this article, the influence of important process parameters such as discharge voltage, friction coefficient, clearance between the tube and die, wall thickness and length of tube, on the radial displacement and workpiece thinning were investigated. The output of governing equations in the form of pressure applied on the part via a subroutine in a Fortran Program. A dynamic analysis using two dimensional axisymmetric models were performed and Johnson-Cook theory was applied to represent the effect of strain rate sensitivity and show the plastic behavior in the deformation process. Finally, the numerical results were compared with the results reported by other researchers and found a good agreement between them.