شکل‌دهی الکترومغناطیس ورق با استفاده از شکل‌دهی به روی پانچ به جای شکل‌دهی به درون قالب

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد

2 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

سرعت بالا و عدم کنترل دقیق بر توزیع فشار،شکل‌دهی الکترومغناطیس ورق به درون قالب را محدود به هندسه‌های ساده با عمق کم کرده است. می‌توان با استفاده از پانچ محدب به جای قالب مقعر عمق بیشتری برای ورق بدست آورد. در این مقاله شکل‌دهی الکترومغناطیس ورق به روی پانچ محدب و به درون قالب مقعر بررسی شده است. بخش الکترومغناطیس مسئله بصورت تحلیلی و بخش مکانیکی بصورت عددی با کمک نرم‌افزار آباکوس به روش اجزا محدود حل شده است و برای همبستگی دو بخش مسئله از روش عدم همبستگی استفاده شده است. درستی این روش حل بوسیله‌ی مقایسه‌ی نتایج بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی مطالعات پیشین درشکل‌دهی بدون قالب ورق تایید شده است. ماده‌ی انتخابی آلیاژ آلومینیوم 1050 است که در مطالعات آزمایشگاهی قبلی استفاده شده است. سخت‌شوندگی وابسته به سرعت و مستقل از سرعت برای رفتار مکانیکی ماده در نظر گرفته شده است. روش حل با در نظر گرفتن مدل سخت‌شوندگی مناسب برای ماده نتایج قابل قبولی را ارائه می‌دهد. برای دستیابی به عمق بیشتر در شکل‌دهی الکترومغناطیس ورق می‌توان از پانچ محدب به جای قالب مقعر استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Park YB, Kim HY,Oh SI (2005) Design of axial torque joint made by electromagnetic forming. Thin Wall Struct 43: 826-844.

[2] Vohnout VJ (1998) A hybrid quasi-static/dynamic process for forming large sheet metal parts from aluminum alloys. Ph.D. Dissertation. The Ohio State University, Columbus, Ohio.

[3] Kapitza PL (1924)  A method for producing strong magnetic fields.  P Roy Soc Edinb A 105: 691–710.

[4] Harvey GW, Brower DF (1958) Metal forming device and method. US-Patent Nr. 2976907.

[5] Gobl N (1969) Elektromagnetische umformversuche mit flachspulen. In DrittesKolloquium uber Grundlagen der elektrischen Hochgeschwindigkeitsbearbeitung. Berlin 78–94.

[6] Al-Hassani STS (1975) Magnetic pressure distributions in sheet metal forming. In Proceedings of the Conference on Electrical Methods of Machining, Forming and Coating , London 1–10.

[7] Takatsu N, Kato M, Sato K, Tobe T (1988) High speed forming of metal sheets by electromagnetic force. JSME Int J A-Mech M 31(1): 142-148.

[8] Risch D, Beerwald C, Brosius A, Kleiner M (2004) On the significance ofthe die design for the electromagnetic sheet metal forming. In Proceedings of the First International Conference on High speed Forming, Dortmund 191–200.

[9] Imbert J, Winkler SL, Worswick M, Golovashchenko S (2004) Formabilityand damage in electromagnetically formed AA5754 and AA6111. In Proceedings of the First International Conference on High speed Forming, Dortmund 201–210.

[10] Oliveira DA, Worswick MJ, Finn M, Newman D (2005) Electromagnetic formingof aluminum alloy sheet: free-form and cavity fill experiments and model. J Mater Process Tech 170: 350–362.

[11] Neugebauer R, Loschmann F, Putz M, Koch T, Laux G (2006) A productionoriented approach in electromagnetic forming of metal sheets. In Proceedingsof the Second International Conference on High Speed Forming, Dortmund 129–139.

[12] Correia JPM, Siddiqui MA, Ahzi S, Belouettar S, Davies R (2008) A simple  model to simulate electromagnetic sheet free bulging process.  Int J Mech Sci 50:1466–1475.

[13] Xu D, Liu X, Fang K, Fang H (2010) Calculation of electromagnetic force in electromagnetic forming process of metal sheet. J Appl Phys 107-124907.

[14] Xiao-hui C, Jian-hua M, Ying Z (2012) 3D modeling and deformation analysis for electromagnetic sheet forming process. T Nonferr Metal Soc 164-169.

[15] Abdelhafeez AM,  Nemat-Alla MM, El-Sebaie MG (2012) Finite element analysis of electromagnetic bulging of sheet metals. IJSER 3(2): 180-186.

[16] Hashimoto Y, Hideki H, Miki S, Hideaki N (1999) Local deformation and buckling of a cylindrical Al tube under magnetic impulsive pressure. J Mater Process Tech 85: 209-212.

[17] Serway RA (1990) Physics for scientists and engineers with modern physics. 3rd edn. Saunders College Publishing, Toronto.

[18] Fenton GK, Daehn GS (1998) Modeling of electromagnetically formed sheet metal. J Mater Process Tech 75: 6-16.