محاسبه نیروی الکترومغناطیس و شبیه سازی شکل دهی الکترومغناطیسی لوله به طرف داخل

شکل دهی الکترومغناطیس (emf ) یکی از روشهای شکل دهی ورقهای فلزی است که از نیروی الکترومغناطیس به عنوان عامل فرم دهی استفاده می شود. در این روش شکل دهی، میدان مغناطیسی گذرا و شدیدی به عنوان منبع فشار جهت شکل دهی بکار گرفته می شود. این روش شکل دهی جزء روشهای شکل دهی با سرعت بالا می باشد و برای فرم دهی و اتصال فلزات و دیگر مواد با دقت و تکرار پذیری بالا، بدون اثر گذاری ابزار روی قطعه کار استفاده می شود. در این پژوهش به استخراج معادلات حاکم در حالت انقباضی لوله در فرآیند emf و نحوه ی بدست آوردن آنها از معادلات ماکسول پرداخته می شود. این معادلات شامل معادلات با مشتقات جزیی مربوط به میدان مغناطیسی و معادلات چگالی جریان الکتریکی در لوله و معادلات نیرو و فشار الکترومغناطیس هستند. در این تحقیق روابط موجود در مدارات الکتریکی فرآیند شکل دهی الکترومغناطیس بررسی شده و حل تحلیلی شدت جریان در قطعه کار و کویل صورت می گیرد. این معادلات حاکم استخراج شده که در حقیقت حل بخش الکتریکی- مغناطیسی فرآیند emf است، به صورت عددی با روش تفاضل محدود حل می شوند. فشار الکترومغناطیس، یکی از نتایج این شبیه سازی می باشد که به عنوان یک فشار مکانیکی بر روی لوله جهت ایجاد تغییر شکل اعمال می شود. در ادامه با استفاده از نتایج حل عددی معادلات حاکم بخش الکتریکی- مغناطیسی فرآیند شکل دهی الکترومغناطیس، به حل سازه ای فرآیند emf توسط نرم افزار abaqus پرداخته می شود. برای درست سنجی نتایج حل تحلیلی این پژوهش از داده های تجربی مرجع دیگر استفاده شده و نتایج حاصله با نتایج تست های تجربی آن مرجع مقایسه می شود. نتایج حاصل از حل عددی معادلات دیفرانسیل پاره ای که توزیع نیروی حجمی لورنتز و فشار الکترومغناطیس با نتایج نیرو و فشار حاصل از حل عددی ansys مرجع دیگر مطابقت منطقی دارد. همچنین نتایج جابجایی و ضخامت نوک فرورفتگی بدست آورده شده ی تجربی با نتایج حاصل از شبیه سازی های این پایان نامه تطابق خوبی دارد.