شبیه سازی کوپل شکل دهی الکترومغناطیسی لوله توسط نرم افزارهای ANSYS و LS-DYNA و مقایسه با نتایج تجربی

شکل دهی الکترومغناطیس یکی از روش های شکل دهی ورق های فلزی با سرعت بالا است که از نیروی الکترومغناطیس به عنوان عامل فرم دهی استفاده می شود. در این مقاله، تحلیل گذرای کوپل الکترومغناطیس و سپس تحلیل سازه ای این فرآیند شکل دهی سریع به صورت شبیه سازی انجام می شود. در این تحلیل مدل ماده مورد استفاده وابسته به نرخ کرنش فرض می شود.
در این متد شبیه سازی، کل زمان فرایند شکل دهی سریع به چند مرحله تقسیم می شود. در ابتدای مرحله اول ولتاژ و مشخصات هندسی، فیزیکی و مکانیکی قطعه کار، سیم-پیچ و قالب به نرم افزار ANSYS داده می شود و پارامترهای مغناطیسی پروسه مانند چگالی میدان مغناطیسی و جریان لحظه ای و همچنین نیروهای الکترومغناطیس از برنامه انسیس استخراج شده و با اعمال آنها به قطعه کار در نرم افزار LS-DYNA تحلیل سازه ای فرایند انجام می شود و شکل قطعه کار در این مرحله بدست می آید. در مرحله دوم با استخراج تغییر شکل لوله از بخش سازه ای مرحله اول، به بخش الکترومغناطیس فرایند در نرم افزار انسیس انتقال داده می شود. در این مرحله نیز پس از محاسبه نیروها در انسیس، به بخش سازه ای فرایند در نرم افزار داینا منتقل می شود. این تعامل بین دو نرم افزار چندین مرتبه ادامه پیدا کرده تا کل زمان فرایند به اتمام رسیده و شکل نهایی لوله بدست آید.
سپس نتایج جابه جایی بدست آمده از شبیه سازی با نتایج آزمون تجربی مطابقت داده شد که تطابق منطقی داشت. بنابراین صحت این روش تحلیل تایید گردید. نتایج شبیه سازی و تجربی این شکل دهی نشان می دهد که با افزایش انرژی خازن، جریان بیشینه و نیروی الکترومغناطیس افزایش یافته و نتیجتا مقدار جابه جایی ورق نیز افزایش می یابد.