High-speed forming of metal sheets by electromagnetic force.

Takatsu, Nobuo; Kato, Masana; Sato, Keijin; Tobe, Toshimi

doi:10.1299/jsmec1988.31.142

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“…Différentes observations ont été faites à partir de ce modèle : -La pression magnétique diminue rapidement depuis l'extérieur du tube jusqu'à l'intérieur de celui-ci, ce qui est en accord avec le principe de l'effet Kelvin [Li et al 2002] (figure 1.20(a)) : -L'influence de la longueur du tube sur la pression magnétique : un tube de longueur petite par rapport à la longueur de la bobine aura une pression magnétique un peu plus grande au milieu de celui-ci qu'un tube plus long; de plus, la pression magnétique est beaucoup plus forte sur les extrémités du tube ; cela est important pour le soudage, car on peut jouer sur ce paramètre pour positionner le tube dans la bobine [Li et al 2005] (figure 1.20(b)) ; -Le déplacement du tube en fonction du temps : pour un tube de longueur aussi grande que la bobine le déplacement au centre est, plus important que sur les bords, il se fait selon une vitesse variable en fonction du temps du fait de la décharge sinusoïdale [Correia et al 2008, Siddiqui 2009] se distinguent dans le domaine. Se basant sur les travaux de Takatsu et al [Takatsu et al 1988] qui ont simulé ce procédé par calcul en différences finies, Correia et Siddiqui ont effectué la simulation magnétique par calcul en différences finies et couplé séquentiellement ce calcul au logiciel ABAQUS/Rxplicit pour un calcul mécanique par éléments finis.…”

Section: Etudes Numériques Sur Le Formage Par Impulsion Magnétiqueunclassified

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Étude numérique du soudage par impulsion magnétique /

Guglielmetti¹

2012

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Cette thèse traite de la simulation numérique du processus de soudage par impulsion magné-tique. Le but est de pouvoir prédire la soudabilité d'un essai. Une première partie permet de se familiariser avec le procédé et une recherche bibliographique est présentée. Le soudage par explosion sert de comparatif pour dégager les critères de soudabilité, tandis que les études numériques sur le formage par impulsion magnétique permettent une première approche de la modélisation par le couplage séquentiel. La seconde section traite de la simulation électromagnétique dans ANSYS, simulation qui part d'un courant imposé dans une bobine pour arriver au calcul des forces de Lorentz qui vont propulser le tube extérieur sur le tube intérieur, tout deux placés de façon concentrique dans la bobine. Le modèle développé est vérifié et une étude de sensibilité des paramètres matériau et de dispositif est menée. Dans la troisième partie le modèle mécanique est développé dans ABAQUS/Explicit et les différentes opportunités de couplage ainsi que les nombreuses difficultés présentées. Par un couplage séquentiel, un outil de simulation du formage a été codé et par couplage séquentiello-faible, l'outil de simulation du soudage. Enfin une dernière partie permet d'exploiter l'outil numérique pour optimiser les essais ; l'analyse est faite selon 3 critères : vitesse d'impact, vitesse de collision et angle d'impact. Dans un premier temps, une étude de sensibilité rend compte des tendances des influences des divers paramètres ; ensuite un cas concret fictif est pris et une méthode est mise en place pour optimiser les paramètres que l'utilisateur choisira afin de parvenie au meilleur cordon de soudure. Magnetic Pulse Welding numerical study SummaryThis thesis deals with numerical simulation of magnetic pulse welding. The goal is to be able to predict if welding will occur or not. In a first part, one gains knowledge with the process and a state of art is presented. Explosive welding is used for comparison to bring out the welding criteria while numerical study on magnetic pulse forming gives a first approach of modeling with a sequential coupling. The second section deals with electromagnetic modeling with ANSYS. This simulation starts with an imposed current in a coil and ends with the computation of the Lorentz force that will propel the exterior tube on the interior one. Both tubes are collinearly put in the coil. The developed model is validated and a sensibility study of the material and device is made. In a third part, the mechanical model is developed with ABAQUS/Explicit and the various opportunities and numerous difficulties presented. A tool for simulation of the forming with sequential coupling and a tool for simulation of the welding with sequentiallo-weak coupling is proposed. Finally, in the last part, the numerical tool is used to optimize test. Analysis is done by 3 criteria : impact speed, collision speed and collision angle. First, the trend of the parameters influence is examined. Then, an imaginary concreted example is used ...

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Section: Etudes Numériques Sur Le Formage Par Impulsion Magnétiqueunclassified

“…[Takatsu et al 1988|. Leurs études portaient sur le formage d'une plaque ronde par impulsion magnétique depuis une bobine spirale plane.…”

unclassified

Étude numérique du soudage par impulsion magnétique /

Guglielmetti¹

2012

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“…According to Boutana (2008), depending on the configuration coil and the workpiece, this process can be used for compression or expansion of tubular components or forming flat metal sheet in desired shape. An electromagnetic forming system is essentially a mutual induction system composed of an actuator coil and a conductive workpiece (Takatsu et al, 1988). This process is based on a repulsive force generated by the magnetic fields opposite in adjacent conductors.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Several studies have started from this premise, but most involve specific situations for deformation of tubular parts by solenoid coils, while few studies have analyzed sheet metal forming by planar coils (Takatsu et al, 1988;Meriched, 2000).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The main objective of this paper is to propose a simplified model of an electromagnetic forming system configured with a flat spiral coil as actuator for experimental or industrial application, differing form others already presented (Takatsu et al, 1988;Meriched, 2000). At first, this model is based on the law of Biot Savart, and solves the obtained integrals by numerical methods implemented in an algorithm in software Matlab.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Simplified Mathematical Modeling for an Electromagnetic Forming System with Flat Spiral Coil as Actuator

Paese¹,

Geier²,

Homrich³

et al. 2011

J. Braz. Soc. Mech. Sci. & Eng.

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Thermodynamic multifield modeling and simulation of electromagnetic, thermoelastic, viscoplastic solids

et al. 2008

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MSC (2000) 74A15, 74C20, 74F15The purpose of this work is the formulation and application of a continuum thermodynamic approach to the phenomenological modeling of a class of engineering materials which can be formed using strong magnetic fields. This is carried out in the framework of a thermodynamic, internal-variable-based formulation in which the deformation, temperature and magnetic fields are in general coupled. This coupling takes the form of the Lorentz force as an additional production of momentum, and the electromotive power as an additional production of energy, in the material. The constitutive formulation is based on the exploitation of the Müller-Liu entropy principle. The resulting reduced relations are then adapted to the case of electromagnetic forming. In this context, dimensional analysis shows that, over the relevant length-and timescales of engineering interest, and for the materials of interest (e.g., aluminum alloys, steels) the evolution of the magnetic field is diffusive in nature, and thermal conduction is negligible. Finally, the model implementation is discussed and applied to the 3D simulation of electromagnetic sheet metal forming.

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High-speed forming of metal sheets by electromagnetic force.

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