نیروی الکترومغناطیس يکی از نیروهای بنیادی و پر کاربرد در صنعت می باشد در صورت افزايش اين نیرو میتوان برای شکل دهی، مونتاژ کاری، جوشکاری و شتاب دهی استفاده گردد. با توجه به پاک و بی صدا بودن نیروی الکترومغناطیس نسبت به بقیه روشهای شتاب دهی اجسام مانند استفاده از انرژی بوجود آمده از احتراق باروت، نیروی فنرو غیره امروزه از اين روش به صورت عمده مورد استفاده قرار میگیرد. بنابراين هدف اصلی در اين تحقیق شبیه سازی فرايند الکترومغناطیس برای بررسی تاثیر پارامترهای مختلف در اعمال شتاب میباشد. برای اين منظور از نرم افزارهای جیمگ و آباکوس به صورت کوپل به همديگر استفاده شده است.

   از توانايی و امکانات اين نرم افزار میتوان به ايجاد مدار الکتريکی جهت ايجاد بانک خازن، کلید تخلیه و زمان شارژ شدن و انتقال نیرو بصورت مستقیم بدون واسطه شدن نرم افزارهای کمکی اشاره نمود که میتوان خطاهای ايجاد شده در شبیه سازی را به حداقل رساند. در اين تحقیق جهت اثبات و اعتبارسنجی شبیه سازیهای انجام گرفته، آزمايشهای عملی نیز صورت گرفته و میزان سرعت پرتابه ها بوسیله دستگاه سرعت سنج لیزری ساخته شده توسط محققین اندازهگیری شده است. با توجه به آزمايشهای عملی و شبیه سازی نتیجه میشود که با افزايش ولتاژ به میزان دو برابر، میزان سرعت به میزان 2 تا 6 برابر افزايش میيابد. اين افزايش سرعت تا زمانی صادق است که پرتابه اشباع نشود. همچنین طول سیمپیچ 150 میلیمتر بهترين طول سیم پیچ میباشد و باعث افزايش سرعت در حداکثر سطح ولتاژ میشود.

مقدمه

   نیروی الکترومغناطیس يک فرآيند سرعت بالا میباشد که از اواخر دهه 1950 از آن جهت شکل دهی لوله ها و ورقه ای رسانا استفاده شده است. در سال 1958 اين فرايند توسط هروی و برور به عنوان اختراع ثبت شد. با توجه به نحوه اعمال نیرو به قطعات جهت شکل دهی، به سه نوع شکل دهی تقسیم میشود که عبارتند از شکل دهی الکترومغناطیس ورقها ، شکل دهی لوله ها بصورت انقباظی و شکل دهی لوله ها بصورت انبساطی تقسیم میشوند که نشان داده شده است.

شکل (1) انواع شکل دهی الکترومغناطیس (الف) شکل دهی لوله بصورت انقباظی (ب) شکل دهی لوله بصورت انبساطی (ج) شکل دهی صفحه

   همچنین میتوان از این نیرو در صنعت مونتاژ، برش و غیره نیز استفاده کرد به طوری که در سال 2013 کومار و انرژی الکترومغناطیس را با انرژی فنر ترکیب نموده و جهت برش سازی ورقها استفاده نموده اند آنها مکانیزمی مطابق با شکل (2) ارائه دادند که بوسیله آن می توان عملیات برش را دقت و کنترل بیشتر انجام داد.

شکل (2) نمونه ای از دستگاه برش الکترومغناطیس

   سال 2016 زياهو و همکاران به شکل دهی الکترومغناطیس ورق پرداختند آنها با آمیختن نیروی الکترومغناطیس و نیروی کشش به شکل دهی نیم کره پرداختند. ايشان با بانک خازنی 312 میکروفاراد و ولتاژ 7 کیلو ولت شکل دهی را انجام داده و بیان کردند که شکل دهی با 36 بار تخلیه انرژی در سیم پیچ و 6 بار کشیدگی توسط جکهای هیدرولیک نتايج مطلوبی دارد.