بخشی از مقاله
چکیده
نیروی الکترومغناطیس یکی از نیروهای بنیادی و پر کاربرد در صنعت میباشد در صورت افزایش این نیرو میتوان برای شکلدهی، مونتاژ کاری، جوشکاری و شتابدهی استفاده گردد.با توجه به پاک و بی صدا بودن نیروی الکترومغناطیس نسبت به بقیه روشهای شتابدهی اجسام مانند استفاده از انرژی بوجود آمده از احتراق باروت، نیروی فنرو غیره امروزه از این روش به صورت عمده مورد استفاده قرار میگیرد. بنابراین هدف اصلی در این تحقیق شبیهسازی فرایند الکترومغناطیس برای بررسی تاثیر پارامترهای مختلف در اعمال شتاب میباشد. برای این منظور از نرم افزارهای جیمگ و آباکوس به صورت کوپل به همدیگر استفاده شده است.
از توانایی و امکانات این نرم افزار میتوان به ایجاد مدار الکتریکی جهت ایجاد بانک خازن، کلید تخلیه و زمان شارژ شدن و انتقال نیرو بصورت مستقیم بدون واسطه شدن نرمافزارهای کمکی اشاره نمود که میتوان خطاهای ایجاد شده در شبیه سازی را به حداقل رساند. در این تحقیق جهت اثبات و اعتبار سنجی شبیهسازیهای انجام گرفته، آزمایشهای عملی نیز صورت گرفته و میزان سرعت پرتابهها بوسیله دستگاه سرعت سنج لیزری ساخته شده توسط محققین اندازهگیری شده است. با توجه به آزمایشهای عملی و شبیه سازی نتیجه میشود که با افزایش ولتاژ به میزان دو برابر، میزان سرعت به میزان 2 تا 6 برابر افزایش مییابد. این افزایش سرعت تا زمانی صادق است که پرتابه اشباع نشود. همچنین طول سیمپیچ 150 میلیمتر بهترین طول سیمپیچ میباشد و باعث افزایش سرعت در حداکثر سطح ولتاژ میشود.
-1 مقدمه
نیروی الکترومغناطیس یک فرآیند سرعت بالا میباشد که از اواخر دهه 1950 از آن جهت شکلدهی لولهها و ورق-های رسانا استفاده شده است. در سال 1958 این فرایند توسط هروی و برور به عنوان اختراع ثبت شد. با توجه به نحوه اعمال نیرو به قطعات جهت شکلدهی، به سه نوع شکلدهی تقسیم میشود که عبارتند از شکلدهی الکترومغناطیس ورقها ، شکلدهی لولهها بصورت انقباظی و شکلدهی لولهها بصورت انبساطی تقسیم میشوند که در شکل - - 1 نشان داده شده است1] تا .[3
شکل - - 1 انواع شکلدهی الکترومغناطیس - الف - شکلدهی لوله بصورت انقباظی - ب - شکلدهی لوله بصورت انبساطی - ج - شکلدهی صفحه [1] همچنین میتوان از این نیرو در صنعت مونتاژ، برش و غیره نیز استفاده کرد به طوریکی که در سال 2013 کومار و همکاران [4] انرژی الکترومغناطیس را با انرژی فنر ترکیب نموده و جهت برش سازی ورقها استفاده نمودند انها مکانیزمی مطابق با شکل - - 2 ارائه دادند که بوسیله آن می-توان عملیات برش را دقت و کنترل بیشتر انجام داد.
در سال 2016 زیاهو و همکاران[5] به شکلدهی الکترومغناطیس ورق پرداختند آنها با آمیختن نیروی الکترومغناطیس و نیروی کشش به شکلدهی نیم کره پرداختند. ایشان با بانک خازنی 312 میکروفاراد و ولتاژ 7 کیلو ولت شکلدهی را انجام داده و بیان کردند که شکل-دهی با 36 بار تخلیه انرژی در سیمپیچ و 6 بار کشیدگی توسط جکهای هیدرولیک نتایج مطلوبی دارد. در سالهای اخیر محققان از این نیرو جهت شتابدهی پرتابهها نیز استفاده نمودند به طوریکه در سال 2008 ویلیام[6] به بررسی پروژه پرتابگر الکترومغناطیس پرداخت.
او بیان کرد که پرتابگرهای گرم از نیروی انفجار باروت استفاده میکنند و این نیرو دارای صدای بلند و آتش است. از همین جهت پرتابگر نیاز به تمیزکاری لولهها و قسمتهای مختلف دارد. از این جهت او نیروی الکترومغناطیس را جایگزین نیروی باروت ساخت و پرتابگر الکترومغناطیس آزمایشگاهی را طراحی و مورد آزمایش قرار داد. او با توضیح کلیه مدارهای الکتریکی، افزاینده ولتاژ و سیمپیچها ، مدار را با پرتابههای 8 گرم و ولتاژهای متفاوت مورد آزمایش قرار داد و سرعت پرتابههای را اندازهگیری نمود. او بیان کرد که با افزایش ولتاژ سرعت افزایش مییابد در شکل - 3 - بانک خازنی و شکلمدار پس از ساخته شده توسط ایشان را نشان میدهد.
