A Finite Element Analysis of Electromagnetic Forming for Tube Expansion

Lee, Sung Ho; Lee, Dong Nyung

doi:10.1016/b978-0-444-88864-8.50144-8

Cited by 2 publications

(3 citation statements)

References 2 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Ο μεγαλύτερος όγκος ερευνητικών εργασιών πάνω στην αριθμητική προσομοίωση της ηλεκτρομαγνητικής διαμόρφωσης [83][84][85][86][87][88][89][90][91][92][93][94][95][96][97][98] χρησιμοποιεί τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων (finite element method, FEM) [205], Μια αξιολόγηση των εργασιών αυτών θα γίνει στο τέλος του §4.1 σε σχέση με τη μεθοδολογία μοντελοποίησης που επιλέχθηκε στην παρούσα διατριβή.…”

Section: διεξαγωγή δοκιμών αναφοράςunclassified

“…Κατά αυτόν τον τρόπο, ο κώδικας μετατρέπεται αυτομάτως σε εφαρμογή CAM (computer aided manufacturing), δηλαδή ότι ακριβώς επιζητά η βιομηχανία [97,98], 3. Χαλαρή σύζευξη μεταξύ του ηλεκτρομαγνητικού και του μηχανικού φαινομένου (loosely coupled approach) Η μέθοδος αυτή αποτελεί την τρέχουσα μέθοδο μοντελοποίησης της ηλεκτρομαγνητικής διαμόρφωσης, την οποία χρησιμοποίησαν οι περισσότεροι μελετητές της κατεργασίας [83,90,92,93,100,109,122,143,144,146,149] και η οποία εφαρμόζεται και στην παρούσα διατριβή. Σύμφωνα με αυτή τη μέθοδο, αρχικά υπολογίζονται οι δυνάμεις Lorentz ή η μαγνητική πίεση που δέχεται το τεμάχιο, είτε προσεγγιστικά από απλές αναλυτικές σχέσεις, είτε πειραματικά με μέτρηση του πεδίου μεταξύ πηνίου και τεμαχίου με search-coil και εφαρμογή της εξίσωσης (2.5) ή (2.6), είτε αριθμητικά με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων, αμελώντας την παραμόρφωση του τεμαχίου.…”

Section: διαδοχική (Sequential) ανάλυση των συζευγμένων φαινομένωνunclassified

“…§2.7 και [124], Στο Σχ.5.9 φαίνεται ο τρόπος που εξελίσσεται η διαμόρφωση του τεμαχίου κατά τη διάρκεια της κατεργασίας. Παρόμοιες καμπύλες έχουν υπολογιστεί στη βιβλιογραφία [83], Η διαμόρφωση ολοκληρώνεται περίπου στα 50με (αρκετά κοντά στα 44.65με που δίνει το προσεγγιστικό αναλυτικό μοντέλο) πριν την λήξη της πρώτης ημιπεριόδου του ρεύματος (62με) και κατ' επέκταση της πρώτης περιόδου της μαγνητικής πίεσης (βλ. §2.3).…”

Section: σχήμα 56 η κατανομή των τελικών ισοδύναμων (Von Mises) τάσεων που εισάγονται στο τεμάχιοunclassified

See 2 more Smart Citations

Κατεργασιμότητα Προηγμένων Υλικών Με Μεθόδους Υψηλής Ταχύτητας Διαμόρφωσης

Κουμούτσος¹

View full text Add to dashboard Cite

3. The Lorentz forces in the field shaper and the workpiece, as well as, the magnetic pressure in the workpiece. 4. The deflection and deformation velocity of the workpiece. 5. The strain of the workpiece and its strain-rate during processing. 6. The stress developed in the workpiece. 7. The shape evolution of the workpiece. The validity of the order of magnitude of the results is confirmed via internal checks among the numerical results or through direct comparison with analytical ones.According to the typical cases, which have been analyzed in the present thesis, the inertial effects are more dominant in electromagnetic sheet metal forming than in electromagnetic tube compression, because, in the first case, the net deformation time exceeds the first period of magnetic pressure and the deformation velocity is higher and not uniformly distributed on the workpiece.Finally, an exploration of process parameters for given equipment of constant frequency, is provided. The examined parameters are: • The level of the initial charging voltage; by increasing it, the energy stored in capacitor bank as well as magnetic pressure and, therefore, the deformation velocity are also increased. • The workpiece material and geometry; they control, on one hand, the required magnetic pressure for material yielding and on the other, the direction and magnitude of the developed forces.Although the pancake coil is considered as the conventional electromagnetic forming tool for sheet metal forming, it allows only a narrow spectrum of workpiece initial geometries. The efficiency of electromagnetic forming can be improved if the workpiece meets certain requirements, such as: a. The workpiece thickness is bigger than the skin depth b. The working gap (between the forming tool and the workpiece) is as small as dielectric puncture is prevented. c. In case of electromagnetic tube compression, the workpiece length is not very short in comparison with the coil length, because in this case, the magnetic energy is not efficiently developed, otherwise the workpiece is subjected to undesirable axial loading and, therefore, the workpiece holding must be taken into account. It is evident that the range of the workpiece geometries, which can be efficiently formed in a certain coil or field shaper, is not very wide. • The components of the electromagnetic forming equipment, which require special design for each forming operation, are the holding devices, the die or mandrel and the field shaper. Their design should take into account all of the particular electromagnetic or mechanical effects developed during processing. • The working frequency affects dramatically the efficiency and repeatability of the process. Some general recommendations, for the elimination of the main defects developed on the workpiece during processing (e.g. wrinkling, tearing and springback) based on the appropriate tuning of the process parameters, are also provided.The present thesis basically analyses how the physical principles of the process develop in industrial forming too...

show abstract

Section: διεξαγωγή δοκιμών αναφοράςunclassified

Section: διαδοχική (Sequential) ανάλυση των συζευγμένων φαινομένωνunclassified

Section: σχήμα 56 η κατανομή των τελικών ισοδύναμων (Von Mises) τάσεων που εισάγονται στο τεμάχιοunclassified

See 1 more Smart Citation

Κατεργασιμότητα Προηγμένων Υλικών Με Μεθόδους Υψηλής Ταχύτητας Διαμόρφωσης

Κουμούτσος¹

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Sequential coupling of electromagnetic–structural simulation for compression welding of tubular jobs

Khan

Hossain

Sharma

et al. 2018

Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C:

View full text Add to dashboard Cite

This work adopts a simplified analytical approach to design an axi-symmetric bitter circular coil and presents a sequential-coupled simulation of electromagnetic welding for tubular jobs using finite element analysis. A three-dimensional axi-symmetric transient electromagnetic model is proposed to predict the developed magnetic field and pressure, which is sequentially coupled to the mechanical model to obtain the deformations occurring on the mating members. Results in the form of changes in impact velocity, shear stress, and effective plastic strain induced on the outer wall of the flyer tube with varying process parameters, via input voltage and initial angle of taper of inner solid plug during welding simulation are graphically shown. Based on the results of the coupled finite element simulation, a weldability window for effective welding of tubular jobs is proposed.

show abstract

A Finite Element Analysis of Electromagnetic Forming for Tube Expansion

Cited by 2 publications

References 2 publications

Κατεργασιμότητα Προηγμένων Υλικών Με Μεθόδους Υψηλής Ταχύτητας Διαμόρφωσης

Κατεργασιμότητα Προηγμένων Υλικών Με Μεθόδους Υψηλής Ταχύτητας Διαμόρφωσης

Sequential coupling of electromagnetic–structural simulation for compression welding of tubular jobs

Contact Info

Product

Resources

About