42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس...

14
اساویک س مکا ي شار ا/ سال 1395 / دير6 / شمار1 / صفح29 - 42 و شاره یک سازه ن کا م ی هشو ی علم ه جل مؿئ سیؿ * ؛ یه:ىتط آزضؼ دؿت اc.ir a . m u @ kadkhoda شکلی د اسستفاد ازيمغىاطیس يرق تا الکت شکلی د ريی پاوچ ت جای ت شکلی دالة درين ل تل عشمیسماعی ا1 یانزان کذخذا ، م2 1 ى مس ارشذ، گزي کارشىا ذوشگاویک، دا سی مکاذ فزديسی مش2 ستاد اى م ، گزي ذذ فزديسی مشوشگاویک، دا سی مکابضید زضیبفت: ت25 / 10 / 1392 طی: ؛ تبضید ثبظ02 / 04 / 1393 دصیطـ: ؛ تبضید27 / 11 / 1394 چکیذظیغ فكبض زلیك ثط تتط و ػس ؾطػت ثب، قىی زت لب زضضق ث بطیؽغىتط ا ضاحس سؾ ز ث ك ثب ػبی ؾبز و وط اؾت. زی ا ت ثب ثیكتطكمؼط ػ ت خبی لبحسة ث چ اظ دب اؾتفبز ی ثطاضق یضز ثسؾت آ. زضمب ای قىی زحسة چی دب ضضق ث بطیؽغىتط ا مؼط ت لب زض ث ثطضؾی ثرف یی تحضت ثهؿئ بطیؽغىتط اؾت. ثرف ا قسىییىب هضت ػسزی ثب و ثهط افعاضؼ ث آثبو اؾت قسز ححس ـ اخعا ض ثطایؿئ ثرفی زجؿت ـ ػس اظ ضیجؿت اؾت. قس اؾتفبز زضؾتی ایـ ح ضؾی ثمبیؿ ی یؼبتطب یببیكتبیح آظ ثبسبیح ثسؾت آت دیكی زض قىی زضق ت لب ثسیس تبیبز . اؾت قسیییبغ آتربثی آ ی ا1050 قسی اؾتفبزی لجببیكؼبت آظطب زض اؾت و اؾت. ؾرت ق س اظ ؾطػت ثطایؿتم ؾطػت ثاثؿت ی ىییىب ضفتبضطفت ظط ثب زضـ ح اؾت. ض قسطفت ظط زضبز س ؾرت قی لجتبیح لبث بز بؾت ثطای یس ضا اضائی س ز. ثیكتط زضك ػبثی ث زؾتی ثطای قىی زضق بطیؽغىتط ای ا ت وطز.مؼط اؾتفبز ت خبی لبحسة ث چ اظ دبذی کلمات کلی: قىی ز ؾطیغ ؛ قىی زبطیؽغىتط ا ؛چ دب ؛فطخ وط . Sheet EMF using Convex Punch Instead of Concave Die E. Eshghi 1 , and M. Kadkhodayan 2,* 1 MSc Student, Mech. Eng., Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. 2 Professor, Mech. Eng., Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. Abstract A high speed and the absence of a precise control over pressure distribution have confined the sheet EMF in a die to simple shapes having shallow depths. It is possible to reach a higher depth by applying a convex punch instead of a concave die. In this work, sheet EMF on a punch and sheet EMF in a die are investigated. The electromagnetic part of the work is analytically investigated, and its mechanical part is numerically studied using FEM in the Abaqus software. In order to couple the electromagnetic and mechanical parts, the no-coupling method is used. The results obtained are verified by comparing them with the earlier experimental ones in the literature. Al 1050 is used in this work. The rate-dependent and rate-independent hardenings are taken into consideration for the mechanical behavior of the material. Using an appropriate hardening model for the material yields acceptable results. Furthermore, a convex punch is used instead of a concave die to reach a higher depth in sheet EMF. Keywords: High Speed Forming; Electromagnetic Forming; Punch; Strain Rate.

Upload: others

Post on 11-Mar-2020

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس ...profdoc.um.ac.ir/articles/a/1058400.pdfناراکمه و یقشع31 5 هرامش /6 هرود /5931 لاس

42-29/ صفح 1/ شمار 6/ دير 1395ا/ سال ا ي شارمکاویک ساس

کانیک سازه اه و شاره اه مجله علمی ژپوهشی م

؛ * یؿس ؿئ

c.ira.mu@kadkhoda آزضؼ دؿت اىتطیه:

ت ريی پاوچ دی شکلالکتزيمغىاطیس يرق تا استفاد اس دی شکل

ت درين لالة دی شکلت جای

،*2، مزان کذخذایان1اسماعیل عشمی

فزديسی مشذسی مکاویک، داوشگا ذکارشىاس ارشذ، گزي مى1 سی مکاویک، داوشگا فزديسی مشذذ، گزي مىاستاد2

27/11/1394؛ تبضید دصیطـ: 02/04/1393؛ تبضید ثبظطی: 25/10/1392تبضید زضیبفت:

چکیذو بی ؾبز ثب ػك ز ث سؾحس ضا اىتطغبطیؽ ضق ث زض لبت زی قى،ؾطػت ثبال ػس وتط زلیك ثط تظیغ فكبض

زی قىای مب زض. ثسؾت آضزی ضق ثطا یاؾتفبز اظ دبچ حسة ث خبی لبت مؼط ػك ثیكتط ثب تا یز اؾت. وط

قس اؾت. ثرف اىتطغبطیؽ ؿئ ثهضت تحیی ثرف ثطضؾیث زض لبت مؼط اىتطغبطیؽ ضق ث ضی دبچ حسة

اظ ضـ ػس جؿتی ز ثرف ؿئ ثطای ضـ اخعا حسز ح قس اؾت آثبوؼ ث افعاض طثهضت ػسزی ثب وه ىبیىی

دیكی تبیح ثسؾت آس ثب تبیح آظبیكبی طبؼبت ی ی مبیؿ ثؾی ضـ ح ای زضؾتیاؾتفبز قس اؾت. جؿتی

اؾت و زض طبؼبت آظبیكبی لجی اؾتفبز قس 1050ی اتربثی آیبغ آیی قس اؾت. بز تبییسثس لبت ضق زی قىزض

بز زض ظط طفت قس اؾت. ضـ ح ثب زض ظط طفت ضفتبض ىبیىی ی اثؿت ث ؾطػت ؿتم اظ ؾطػت ثطایسق ؾرتاؾت.

اىتطغبطیؽ ضق زی قىثطای زؾتیبثی ث ػك ثیكتط زض .زس یضا اضائ سی بؾت ثطای بز تبیح لبث لجی ق ؾرتس

اظ دبچ حسة ث خبی لبت مؼط اؾتفبز وطز. تا ی

.طخ وطف ؛دبچ؛ اىتطغبطیؽ زی قى ؛ؾطیغ زی قى: کلمات کلیذی

Sheet EMF using Convex Punch Instead of Concave Die

E. Eshghi1, and M. Kadkhodayan2,* 1 MSc Student, Mech. Eng., Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.

2 Professor, Mech. Eng., Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.

Abstract A high speed and the absence of a precise control over pressure distribution have confined the sheet EMF in

a die to simple shapes having shallow depths. It is possible to reach a higher depth by applying a convex

punch instead of a concave die. In this work, sheet EMF on a punch and sheet EMF in a die are investigated.

The electromagnetic part of the work is analytically investigated, and its mechanical part is numerically

studied using FEM in the Abaqus software. In order to couple the electromagnetic and mechanical parts, the

no-coupling method is used. The results obtained are verified by comparing them with the earlier

experimental ones in the literature. Al 1050 is used in this work. The rate-dependent and rate-independent

hardenings are taken into consideration for the mechanical behavior of the material. Using an appropriate

hardening model for the material yields acceptable results. Furthermore, a convex punch is used instead of a

concave die to reach a higher depth in sheet EMF.

Keywords: High Speed Forming; Electromagnetic Forming; Punch; Strain Rate.

Page 2: 42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس ...profdoc.um.ac.ir/articles/a/1058400.pdfناراکمه و یقشع31 5 هرامش /6 هرود /5931 لاس

30 و همکاران ی عشق 5/ شماره 6/ دوره 5931ها/ سال ها و شارهمکانیک سازه

ممذم -1از زض قطایط ثبضصاضی زیبیىی زض مبیؿ ىبیىی ضفتبض

وس. یتغییط ای الحظثطض لبث اؾتبتیه قجثب قطایط

یدصیط قىثجز یی چ ب عیتای تغییط ضفتبض بز

ای عایب زض .قز ی ؾجت ضا فطی ثبظكتوبف

ؾطیغ خز اؾت ظیطا قطایط زی قىی فطآیسب

حبو اؾت. طبؼ نؼتی وطز زیبیىی ثط ؿئ

حبئع ایت اؾت زی قىؾطیغ زی قى یب تىیه

فعات زی قىس ضع ثؿیبضی اظ تحمیمبت زض تا ی

ثبقس.

دبؿی زی قىاىتطغبطیؽ یه فطآیس زی قى

تؾط 1تیس یطبی ضتؽ ،اؾبؼ وبض و اؾت ؾطیغ یب

ثب ) وبض لطؼیه یسا غبطیؿی صضا قسیس ضی

اؾت. یسا غبطیؿی شوط قس (ضؾببیی اىتطیىی ثبال

ای خطیب .زق یض وب لطؼزض 2ؾجت ایدبز خطیب طزاثی

و ثب یسا سو یتیس ای ثبییسا غبطیؿی ،طزاثی

وبض لطؼ ثبػث زفغ تمبث سو یغبطیؿی ای تؼب

اؾت تب ثعضي وبفی ی ث اساظ. یطی زافؼ زق ی وی

تكی ثعضتط اظ اؾتحىب تؿی بز اػب وس ثبػث

اىتطغبطیؽ زی قىقز. لطؼقى زایی تغییط

ای فطآیس زض .اؾت زی قىؿجتب خسیسی زض آضی ف

فایس ظیبزی زی قىی ؼ فطآیسبط مبیؿ ثب زی

چطویسی، وبف ثبظكت ی، وبفدصیط قىثجز ،زاضز

لبت زض طی ادب فطآیس وبض لطؼفطی ػس تبؼ ثی

اىتطغبطیؽ ؿجت زی قىی فطآیسب ثطتطیثطذی اظ

.اؾت زی قىی ؼ ب ضـث

ی ػساىتطغبطیؽ ث ز ط زی قىفطآیس

ثسی تمؿیضق ؿطح زی قىاخعای سض زی قى

،زضطبؼبتزیط یع . ط چس ثطذی وبضثطزبی زق ی

كبس [2] ی ؼفطآیسبیب تطویت ثب 0 بس اتهب

ی ػسطبؼبت طثط ث ب ز ط اوثطاب ،زق ی

زی قىی تبو اوثط طبؼبت زض ظی .صوضاؾت

اخعای سض نضت دصیطفت اؾت تؼساز وتطی طثط ث

یبظ ث . ث ی زیزق یضق ؿطح زی قى

1 Lorentz Force 2 Eddy Current

ثرفزض ای حؿؼ اؾت.ی ثیكتط زض ای ظی طبؼ

زض ذبل طبؼبتثطض طبؼبت ی تبضیرچطضی ثط

[3] وبدیتعا . اؾتقسادب اىتطغبطیؽ ضق زی قى

ای وؿی ثز و اظ یطی اىتطغبطیؽ 1924زض ؾب

زض 0 بضی ثطاض از ضؾبب اؾتفبز وطز. زی قىثطای

ای وؿبی ثزس و وبضبی اثتسایی ضا زض 1958ؾب

اىتطغبطیؽ ثطای فكطز، اجؿبط تیسات ی ظی

ازا 1969ضا تب ؾب ب تالـادب زازس ای زی قى

زی قىیب وطز و ح تحیی ثؿت ثطای ث0 ث زازس.

ای اط ی ػسزی اىتطغبطیؽ ضق خز ساضز

زی قىزض [6] احؿی .اؾت وبض لطؼتغییط قى

ی حبؾجای تحیی تمطیجی ثطای اىتطغبطیؽ ضق ضاثط

ذزـ اضائ زاز. ططاحی قس تؾط بقی اظ ویفكبض

ثطای ترت اظ وی بضدیچ 0 [7] تبوبتؿ ىبضا

تبیح سثس لبت ضق اؾتفبز وطز زی قى

س رای زاقت. زآظبیكبی ثب ح ػسزی و اضائ زا

ضق ثس لبت ضا ثهضت زی قى [8] ضیؿچ ىبضا

دبضاتطب ظیط تغییط ثطذی طبؼ ػسزی آظبیكبی

ی ضا دصیط قىثط ویفیت دیچ ؾیاطغی قبضغ سؾ

زی قى و سثیب وطز ب آ. سثطضؾی وطز

ثس زی قىثب زض مبیؿ ثب لبت ضق اىتطغبطیؽ

ایجطت .ی ثیكتطی زاضزب دیچیسیلبت، كىالت

AA 5754ی آیبغبی آیی دصیط قى0 ىبضا

6111 AAزض ت ذزضؾبظی وبضثطز زاضس ضا و زض نؼ

ثهضت آظبیكبی اىتطغبطیؽ زی قىفطآیس

40ی رططی ب لبتثطای آظبیف اظ ایكب .سثطضؾی وطز

45

زی قىو زض س تید طفت سطزواؾتفبز

.سیبث یی ای آیبغب افعایف دصیط قى، اىتطغبطیؽ

ػسزی وبض آظبیكبی ؾبظی قجی [10] اییطا ىبضا

5754AAو AA 5182آیبغبی آیی زی قىثطای

لبت ثس زی قى آظبیف ثطای ؾبظی قجی. زازس ادب

. جبض طزیسقس لبت ادب ضق چی ثطضؾی دط

5182 آظبیكبی آیبغ آییزض یه ثطضؾی 0 ىبضا

AA تبیح زازس قىث زض یه لبت ىؼت ؿتطی ضا

ب آ. وطزس اطغی قبضغ ثب مبیؿ مساض تغییطضاثطای

چی كب زازس و اط ؿئ ذالء لبت ثسضؾتی

ی وب ضق دصیط قىنضت یطز ای حجؼ قس اظ

Page 3: 42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس ...profdoc.um.ac.ir/articles/a/1058400.pdfناراکمه و یقشع31 5 هرامش /6 هرود /5931 لاس

31 و همکاران ی عشق 5/ شماره 6/ دوره 5931ها/ سال ها و شارهمکانیک سازه

ثب ضـ تفبض حسز 0 وطیطا ىبضا .سو یخیطی

اىتطغبطیؽ ضق ضا ح زی قىاىتطغبطیؽ ثرف

ی تدطثی ب زازضق ضا حبؾج وطزس. اظ فكبض اضز ثط

ثطای ثطضؾی تبیح ح ػسزی [7] ىبضا تبوبتؿ

تمطیجی لبث ی ضاثط [13] غ ىبضا وطزس. اؾتفبز

لجی ثطای تؼیی تظیغ فكبض غبطیؿی اضز ثط ضق زض

غائ س. اىتطغبطیؽ ضق اضائ زاز زی قىفطآیس

اىتطغبطیؽ ضق ضا ثهضت ؾ زی قى [14] ىبضا

تبیح ثسؾت وطزس ؾبظی قجیلی جؿتی ثب ثؼسی

تبوبتؿ آظبیكبیػسزی ضا ثب تبیح ؾبظی قجیآس اظ

. سمبیؿ وطز [7] ىبضا

اىتطغبطیؽ ضق بطض و ثیب قس زی قى

خؿتد زض یب ثب ی زاضز.تط ؿتطزیبظ ث طبؼبت ظ

و اوثط طبؼبت زض ای ظی زق یمبالت كبس

ثس لبت ضق اؾت زض تؼساز زی قىطثط ث

ضق ثب لبت دطزاذت قس اؾت. زی قىؼسزی ث

اىتطغبطیؽ ضق ث طا لبت تبو حسز زی قى

ؾبز ثب ػك و ثز اؾت ثسؾت آضز بی ث سؾ

س یىی اظ اساف انی طبؼبت تا ی زی قىػك ثیكتط

. زض ای طبؼ ثب سف ثسؾت آضز ػك [11] آیس ثبقس

ث ضی زی قىزض اتبی فطایس اظ وبض لطؼثیكتط ثطای

ث زض لبت مؼط اؾتفبز زی قىدبچ حسة ثدبی

اىتطغبطیؽ ی ؿئ طآیس ث ز ثرفف .زق ی

ىبیىی تمؿی اظ ضـ ثس جؿتی ثطای ی ؿئ

ثهضت. لؿت اىتطغبطیؽ ؿئ زق یح اؾتفبز

اظ وبض .زق یثهضت ػسزی ح تحیی لؿت ىبیىی

ثطای ثطضؾی نحت [7] آظبیكبی تبوبتؿ ىبضا

[7]طخغ . خؽ ضق كبث زق یتبیح اؾتفبز

بز ىبیىیضفتبض ثطایاتربة قس اؾت. 1050آیی

اثؿت ث طخ وطف قسی ؾرت س ط ز اظ

تبیح زق یؿتم اظ طخ وطف اؾتفبز سیق ؾرت

دؽ اظ .قسیثب سیق ؾرتحبن اظ ای ز س

اىتطغبطیؽ زی قىفطآیس ،ضـ ح تبییس ثطضؾی

طبؼ ضق ث زض لبت زی قى ضق ث ضی دبچ

ث زی قىضق ث ضی دبچ زی قىس. زض ق ی

زی قىزض لبت ثربطط قطایط طظی تفبت ؿجت ث

ثس لبت، یبظ اؾت و وی خسیس ططاحی قز.

فزایىذالکتزيمغىاطیس تزرسی -2بضدیچ ؿطح اىتطغبطیؽ ضق اظ وی زی قىثطای

وبض لطؼغبطیؿی و وی ضی فكبض. زق یاؾتفبز

ظیط ث زؾت ی ضاثطاظ سو یضؾبب زض دبضتف تیس

،[8] آیس ی

(1) ( )

( )

ضطیت فشدصیطی فكبض غبطیؿی، p ضاثطو زض ای

ضاؾتبی قؼبػی، r یسا غبطیؿی، Bغبطیؿی زض ذالء،

z خت ایدبز تغییط قىt ظب اؾت. زض ضـ ح ثس

فكبض غبطیؿی اضز ث ضق اظ ی حبؾججؿتی ثطای

ی ضاثط تا ی. دؽ زق ینطفظط وبض لطؼتغییط قى

،ا ثهضت ظیط ثبظیؿی وطزض (1)

(2) ( )

( )

تغییطات یسا غبطیؿی ثط حؿت ظب كبث تغییطات

ساض تغصی وی اؾت. وبض لطؼخطیب اىتطیىی زض

ثب یه ساض تا یاىتطغبطیؽ ضا زی قىؾیؿت

RLC ساض 1 قى .زازؼبز بیفRLC طثط ث

و زض ای قى زس یضا كب اىتطغبطیؽ زی قى

ؾت چخ طثط ث ساض وی ثبه ذبظی RLCساض

اؾت. وبض لطؼ ی بیسؾت ضاؾت RLCاؾت ساض

ط ای ؾیؿت زض ظیط آضز و ثزؾتب ؼبز زیفطاؿی حب

.0 ت قس اؾ

سیالکتزيمغىاط دی شکل یتزا معادل RLCومدار -1 شکل

(3)

( )

( ( )) ( )

∫ ( )

( ( ))

( ( )) ( )

ثب قطایط ای:

( ) ( )

( )

ث ( ) ( ) تبغ ای تری اؾت، ضاثطو زض ای

وبض لطؼتطتیت خطیب وی خطیب طزاثی امبیی زض

Page 4: 42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس ...profdoc.um.ac.ir/articles/a/1058400.pdfناراکمه و یقشع31 5 هرامش /6 هرود /5931 لاس

32 و همکاران ی عشق 5/ شماره 6/ دوره 5931ها/ سال ها و شارهمکانیک سازه

ثتطتیت اسوتبؽ مبت وی، ؿتس،

Mؿتس وبض لطؼثتطتیت اسوتبؽ مبت

تؼب ی زسكب ثی ز ساض و 1اسوتبؽ زخبج

.[7]ثبقس ی وبض لطؼغبطیؿی ثی وی

( ) خطیب وی (3) ثب ح زؾتب ؼبزالت زیفطاؿی

. ذاس آسثسؾت ( ) وبض لطؼ خطیب طزاثی

ثب تغییط وبض لطؼ اسوتبؽ M اسوتبؽ زخبج

Mس تغییط قى یع قسیسا ث و یتغییط وبض لطؼقى

اثؿت اؾت. ای اثؿتی زططف ح ضیبضی ای

ی ب ضـاظ زؾتب ؼبز زیفطاؿی ضا ثس اؾتفبز

.[15] سو یی ؾبز وس غیط ى ب فطوػسزی

مبزیطی ثبثت ؿتم اظ تغییط M زق یفطو

ؿتس. ای فطو ؾبز وس لؿتی اظ وبض لطؼقى

( 3) ، زؾتب ؼبزثب ای فطو. ضـ ثس جؿتی اؾت

،[16] سیبث ی( وبف 4) ضاثط نضتث

(4)

( ) ( )

∫ ( )

ثب قطایط ای:

( )

( )

مبت اىتطیىی اسوتبؽ وی، ضاثطو زض ای

خطیب وی ( ) ظطفیت وی ؾیؿت، وی ؾیؿت،

تبغ تری ای اظ ثبه ذبظ ؿتس.

دؽ اظ اؾت RLCؼبز زیفطاؿی ساض ،(4) ضاثط

ؼبزحؿت ظب ثهضت خطیب اىتطیىی ثط ضاثطح ای

،[17]آیس یثسؾت (5)

(5) ( )

δ ( )

و

(6) √

(

)

ضطیت یطایی خطیب اؾت. δی ای ظایفطوبؽ ωزض ایدب

ثطحؿت ظب اىتطیىی خطیب (5) ضاثطثب تخ ث

صضا ثز ی زسو كب زق یثهضت ؾیؾی یطا

یعا طخ یطایی خطیب فكبض غبطیؿی اػبی اؾت.

ثب . اؾت RLCفطوبؽ خطیب اثؿت ث دبضاتطبی ساض

و [7] تبوبتؿ ىبضاتطبی اىتطیىی اؾتفبز اظ دبضا

1 Mutual inductance

تغییطات خطیب ثط حؿت آضز قس اؾت زاض 1خس زض

ؾبی ای زاض و زض آیس یثسؾت 2 قى ظب طبثك

حؿت ظب كرم اؾت.یطایی خطیب ثط ثز

[7]مکاران ي تاکاتس یکیالکتز یپارامتزا -1ل جذي

مساض دبضاتط

(mΩ) 28.5 مبت اىتطیىی

(µH) 2.86 اسوتبؽ وی

(µF) 40 ظطفیت وی ؾیؿت

(kV)6 تبغ ای

سمان تزحسة الکتزیکی انیجز زاتییتغ -2شکل

ؿی زض ضاؾتبی تظیغ فكبض غبطیثطای ثسؾت آضز

ثطای یطی ضتؽ حبن اظ وی شی ح تحیی قؼبػی

.[31]لبث اؾتفبز اؾت بضدیح ضی ضق

(7)

(

)

√( ) (

)

( ) (

) (

) ( )

(8) (

)

(9) √√(

( )

)

( ( )

)

(10) √

(11) ( )

( )* ( )

( )

( )+

(12) ( ) ( ) ( )

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 50 100 150 200

I (k

A)

t (μs)

Page 5: 42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس ...profdoc.um.ac.ir/articles/a/1058400.pdfناراکمه و یقشع31 5 هرامش /6 هرود /5931 لاس

33 و همکاران ی عشق 5/ شماره 6/ دوره 5931ها/ سال ها و شارهمکانیک سازه

(13)

( ) ( ) *( )

( ) +

(

)

(

) (

) *( )

( ) +

(

)

(

)

(14)

( ) ( ) *( )

( ) +

(

)

(

) (

) *( )

( ) +

(

)

(

)

، ، یطی ضتؽ و زض ای ؼبزالت،

α، ( )، ( ) ، ( )، و ثطای ثبقس یتاثؼی یبی

خیطی اظ حدی قس ثیف اظ حس ؼبزالت تؼطیف

ωظب، tضطیت یطایی ساض تری، δ س. زض ایدبا قس

ضطیت فشدصیطی غبطیؿی، ، ای ظایفطوبؽ

قؼبع، r، دیچ ؾیتؼساز زض Nخطیب اىتطیىی، حساوثط

hقؼبع زضی وی، وی، قؼبع ثیطی

وی اظ ضق ی فبندبضاتطبی طثط ث اضتفبع وی

ضؾببیی σس، ا قسبیف زاز 3 قى ؿتس و زض

ثطضؾبب فطو وطز ضطیت ثطای خجطا ذطبی ا اىتطیىی،

دبضاتط ػك ضربت ضق اؾت. z بز

ثبیس تخ زاقت و تظیغ یسا غبطیؿی، یطی

ضی ضق یىؿب ؿتس. ثب وه ضتع فكبض غبطیؿی

تبوبتؿ آظبیكبیافعاض تت دبضاتطبی وبض ط

آس تؾط ای ح ضی ، تظیغ فكبض ثسؾت [7] ىبضا

تظیغ فكبض ثسؾت 4قى زض آیس. ضق تبوبتؿ ثسؾت ی

آس تؾط غ زض مبث تظیغ فكبض تبوبتؿ ثطای مبیؿ

بی آظبیف تبوبتؿ زاز 2خس اس. زض ضؾ قس

كرم 4اظ قى بطض و آضز قس اؾت. ىبضا

ظیبز، تمطیت وسبی ؾبز ػیطغ فطو اؾت، ح تحیی

.زس یذثی اظ تظیغ فكبض غبطیؿی ضق زض اذتیبض لطاض

0 ژي ي مکاران درحلاستفاد شذ یپارامتزا -3 شکل

مماتل در [7] مکاران ي تاکاتس فشار عیتس -4 شکل

ژي فشار عیتس

[13]مزجع در شذ استفاد یپارامتزا -2جذيل

δ 4.13 1031/s h mm1

ω 9.34 104rad/s بز ضق Al 1050

η 0.3 1 mm 4

mm 3 2 Mm 32 ضربت

σ MS/m 36 N 5

kA 22.42 1 Mm 2.9

t μs 17.5 2 Mm 3.9

ز ػب یطایی تغییط قى ثبػث حصف تبثیط فكبض

س. زض ضـ ح ثس جؿتی ق یغبطیؿی اظ فطآیس

فكبض غبطیؿی ی حبؾجاظ تبثیطات تغییط قى ضق زض

-ی ای ذطبی ثعضی زض حبؾجبت اضز زق یظط نطف

ثیب وطزس و فمط ای 0 . بقیت ىبضاسو

ؾیى اظ فكبض غبطیؿی ؾیؾی زض فطآیس تبثیطصاض اؾت.

حؿت ضا ثط [7] تغییطات فكبض غبطیؿی شکل5قى

و ثب فطوبؽ خطیب اىتطیىی یطا زس یظب كب

اؾت. زض ای μs 67 ست ظب ای ؾیى زق ی

μs 67ؾبظی ست ظب اػب فكبض غبطیؿی ث ضق س

ظب و فطایس ثطاثط ثب حسال ظب الظ ثطای تىی

0

0.5

1

1.5

0 0.02 0.04

P/P

max

r (m)

…تظیغ فكبض تظیغ فكبض غ

Page 6: 42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس ...profdoc.um.ac.ir/articles/a/1058400.pdfناراکمه و یقشع31 5 هرامش /6 هرود /5931 لاس

34 و همکاران ی عشق 5/ شماره 6/ دوره 5931ها/ سال ها و شارهمکانیک سازه

. ای ظب زق یفطآیس تلف ؾب ضق زض ظط طفت

μs267 ثسؾت آس.

فزایىذمکاویکی تزرسی -3حسز ث ثب ضـ اخعا ىبیىی ثهضت ػسزی ثطضؾی

. فكبض غبطیؿی زق ی وه ط افعاض آثبوؼ ادب

ثسؾت آس اظ ح ثرف اىتطغبطیؽ ثؼا ضزی

.زق یثرف ىبیىی زض ظط طفت

[7] حسة سمانتغییزات فشار تز -5 شکل

ساسی ىذسی مذل -3-1 ثىبض ثطز قس 1050آیی ضق زض ای طبؼ اظ

3 خس ضق زض . كرهبتزق یاؾتفبز 0 زضطخغ

mm 30زاضس ثب دبی ز آضز قس اؾت. ضق ثی

ی زاض حؿبؾیت ث اساظ 6قى .زق یثبثت زاقت

تؼساز اب ثب . زس یثسی ضا كب ی زض فب با

بی فطآیسزض ات یعا تغییط قى طوع ضق 39600

mm25.36 ی اؾت و ث اساظmm 0.05 اظ تغییط قى

و كب وتط اؾت 160000اب ؾت آس ثطای تؼساز ثس

. ثب زض ظط طفت افعایف ثؿیبض اذتالف اؾت% 0.2زس

اذتالفظیبز ظب ح ثطای تؼساز اب ظیبز، ای مساض

ب تؼساز اب س لبث لج ثبقس. دؽ ثطای تحیتا ی

قى تبغ .زق یثطای یه چبض زض ظط طفت 39600

اف كب زاز قس -قى قس ثطای یه چبض ضق زض

اؾت. ث زی تمبض یه چبض ؿئ س قس اؾت. ضق

ة یه -قى ثسی قس اؾت ب ف ؾبذتبضی ابث

زس. قس كب ی چبض ضق ضا زض حبت ف ظز

شذ تزد تکار يرق مشخصات -3جذيل

چبی 1050Al بز ⁄2750

33/0 ضطیت داؾ GPa 80.7 س یبلطط تحت تغییط mm 110 لطط ضق

قى80 mm

mm 0.5 ضربت

ا نای الم حساسیت تغییز وتایج وسثت ت اوذاس -6شکل

ب الف

دی شکلدر داروذ يوگ يرق ی شذ موتاژ( الف -7شکل

يرق چارم کی ی شذ یتىذ مش( ب ،يرق لالة تذين

وذگی مادش سخت -3-2-ؾطیغ ی زی قىاىتطغبطیؽ ضق یه فطایس فطایس

سی بز تبثیط ق ؾرتثط ؾطػت ادب فطآیس ثبقس

سی ق ؾرت اظ ب زض تحیصاضز. ثب ای حب ی

اثؿت ث ؾطػت ؿتم اظ ؾطػت اؾتفبز قس اؾت.

اظ Al 1050 قسی ضق ؾرتثطای [18] فت زا

اظ اؾتفبز وطزس. زض ای س 1ی اؾتیجطي قسؾبز س

قی د چكسی بز ق ؾرتثط تبثیطات طخ وطف

قس س اؾتیجطي اؾتفبز (15) ی ضاثط. زق ی

.ثبقس ی [18]ی ثؾی

(15) ( )

1 Simplified Steinberg Model

0

0.5

1

1.5

0 50 100 150

P/P

max

t (μs)

19

20

21

22

23

24

0 40000 80000 120000 160000(mm

) رق

ز ورک

ی مهای

ع نتفا

ار

تعداد المان

Page 7: 42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس ...profdoc.um.ac.ir/articles/a/1058400.pdfناراکمه و یقشع31 5 هرامش /6 هرود /5931 لاس

35 و همکاران ی عشق 5/ شماره 6/ دوره 5931ها/ سال ها و شارهمکانیک سازه

اظ لب تای ع [ 12] ىبضاوطیطا

(16) ی ضاثطاؾتفبز وطزس و زض 1اثؿت ث طخ وطف

زاز قس اؾت. بیف

(16) ( ) ( )

= m و = 3.7D = ،0.27n، 118 : ضاثطزض ای

تف ثط، σ ،(16) (15)اؾت. زض ؼبزالت 0.075

وطف دالؾتیه ثط اؾت.طخ وطف دالؾتیه ثط

ثطای طخ 8قى زض ب سوطف ای -زاضبی تف

ضؾ s6000/1 طخ وطف حساوثطبی رتف تب وطف

طخ وطف حساوثطثطای [18]تؾط مساض،قس اؾت. ای

ثیی قس دیف ضق تبوبتؿ اىتطغبطیؽ زی قىزض

سی زض ق ؾرتی ب س. ثب ثىبض ثطز ای اؾت

وبض اتربة ی ازا، زض بیت س بؾت ثطای ؾبظی قجی

ذاس قس.

ای کزوش وزخ در وذگیش سخت یا مذل سیمما -8 شکل

[12]مختلف

ثسؾت آس ضق ثب اػب ز بیی سؾ 9قى زض

0 تبیح آظبیكبی بی رتف سیق ؾرتس

بی وطف خاة س. س اثؿت ث طخا قسمبیؿ

طخ تبثیطثسؾت آس بیحت .زس یتطی ضا زض اذتیبض زلیك

.زس ضا كب یسی بز ق ؾرتوطف ثط

الکتزيمغىاطیس يرق ت ريی پاوچ دی شکل -4ث 1050ضی دبچ اظ آیبغ آیی ضق ث زی قىثطای

. ثطای زق یاؾتفبز mm 0.5 ضربتو mm 80 لطط

سی اظ س اثؿت ث طخ وطف اؾتفبز ق ؾرت

2 Strain Rate Dependent Hollomon-Type Power Law

. دبچ لطبػی اظ وط ثب قؼبػی ثطاثط قؼبع ضق یؼی طزز ی

mm 40 لؼیت ضق ظیط دبچزق یزض ظط طفت .

ای اؾت و ن دبچ زض تبؼ ثب طوع ضق لطاض ث

. لؼیت زق ییطز طوع ضق ؿجت ث دبچ ثبثت ی

زاز قس اؾت. بیف 10قى لطاض طفت دبچ ضق زض

یا مذلدر يرق شکل زییتغ ی سیمما -9 شکل

تاکاتس یشگایآسما جیوتا تا مختلف وذگیش سخت

دی شکلدر پاوچ زیس يرق لزارگزفته تیملع -10 شکل

يرق ت ريی پاوچ

بی و ویبی ادب قس كبس طزیس ثب ثطضؾی

ضق ث ضی دبچ زی قىزضبی لجی دػف دیكبزی

ثب اؾتفبز اظ ح بثطایزس. ث یاضائ یتبیح لبث لج

ططاحی ثب اػب فكبض یبی خسیس تحیی وی

ط وی تبیح ثسؾت آس ایدبز قس تؾطغبطیؿی

تا دبضاتطبی وی ی ثب ؾؼی ذطبضؾی قسس. ثط

ضق ث زی قىثطای ثتطی تبیح بؾت ضا تؼیی وطز.

فكبض حساوثط ثب 4خس ویی ثب كرهبت ضا ضی دبچ

. تظیغ فكبض تیسی ای زس یثسؾت MPa 9.5تیسی

كب زاز قس اؾت. 11قى وی ث ضی ضق زض

0

100

200

300

0 0.5

σ (

MP

a)

𝜀کرنش موثر

لب تای اثؿت ث ؾطػت س اؾتیجطي

6000 1/s 1000 1/s

100 1/s

0.01 1/s

10 1/s

0

50

0 10 20 30 40

z (

mm

)

r (mm)

تبیح آظبیكبی تبوبتؿ ()ضفتبض بز اثؿت ث طخ وطف

س اؾتیجطي ضفتبض بز ؿتم اظ طخ وطف

Page 8: 42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس ...profdoc.um.ac.ir/articles/a/1058400.pdfناراکمه و یقشع31 5 هرامش /6 هرود /5931 لاس

36 و همکاران ی عشق 5/ شماره 6/ دوره 5931ها/ سال ها و شارهمکانیک سازه

دؽ اظ ػزی ضق دبچ ی فبنی ضق اػخبج ج

تىی فطآیس ز دبضاتطی ؿتس و ثطای ویفیت

ؾ ػب . قس یی ضق ث ضی دبچ طبؼ دصیط قى

قز. ای س ثبػث ایدبز فبن ثی ضق ؾطح دبچ تا ی

ػب ثبظكت فطی اؾت و ث ذبطط ثبظكت االؾتیه

تط ثز یطی ضی ضق افتس. زی ػب وچه اتفبق ی

ضق ؾی زی قىاظ حسال مساض ضز یبظ ثطای

ػب ثبظكت ضق دؽ اظ ثطذضز ثب ؾطح دبچ ثربطط اػب

یطی ثیف اظ حس اؾت.

پارامتزای کیل مطلب -4جذيل

يرق ت ريی پاوچ دی شکل تزای mm 28 وی زضی قؼبع ؽ بز

mm 40 وی ثیطی قؼبع 6 تؼساززض

MS/m 36 اىتطیىی ضؾببیی mm 2 دیچف ب

تسیع فشار مغىاطیسی کیل تا مشخصات جذيل -11 شکل

ريی يرق 4

لؼیت 14 12بی تهیط وبتضی قى 13ى ق

بیی ضق زض ضاؾتبی قؼبػی ضاؾتبی حیطی ضا كب

ضق ثطض كرم اؾت و ب زس. ثب تخ ث قى ی

ز قس اؾت.نحیح ث ضی دبچ قى زا

دی ی يرق در جت عکس در شکل تزگشت لث -4-1

يرق ت ريی پاوچ

ی ضق زض دصیط قىتظیغ فكبض تبثیط ثؿیبض ظیبزی ثط ویفیت

اىتطغبطیؽ ث ضی دبچ زاضز. زض حبتی و زی قى

ی ضق زض اتبی تظیغ فكبض ببؾت ثبقس ى اؾت ج

وب ث ضی ذزـ ثططزز. وی اؾتفبز قس فطایس ثطض

ثس لبت، ضق ضا ثطض زی و زض قى[ 7] زض طخغ

زی ث ضی دبچ فك ث قى، زض زس ینحیح قى

قز ثطكت ج زض خت ػىؽ زی نحیح ضق ی قى

آضز 1زس. كرهبت ای وی زض خس ضا تید ی

تغییط قى ضق MPa 20قس اؾت. ثب اػب حساوثط فكبض

. زض ای قى لؼیت ضق آیس ثسؾت ی 16قى ثهضت

بی رتف فطایس كب زاز قس اؾت زض اتبی زض ظب

ضق ث ضی ذزـ كبس ی فطایس ثطكت وب ج

.قز ی

یشعاع یراستا در پاوچ سطح ت وسثت يرق تیملع -12 شکل

پاوچ یري ت يرق دی شکلتصیز وایی -13شکل

شذ زیتص پاوچ ت وسثت يرق ی لث تیملع -14 شکل

یافم ی درصفح

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 20 40 60

P/P

ma

x

r (mm)

-5

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25 30 35 40

z (

mm

)

r (mm)

سطح پانچ

ورق

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20 25 30 35 40

y (

mm

)

x (mm)

ؾطح دبچ

ج ضق

Page 9: 42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس ...profdoc.um.ac.ir/articles/a/1058400.pdfناراکمه و یقشع31 5 هرامش /6 هرود /5931 لاس

37 و همکاران ی عشق 5/ شماره 6/ دوره 5931ها/ سال ها و شارهمکانیک سازه

يرق ت دی شکلتغییزشکل يرق در تاریخچ -4-2

ريی پاوچ

15قى ضق ث ضی دبچ ثط حؿت ظب زض زی قى

تب دبیب حطوت ضق اظ قطع ی حبیف زاز قس اؾت.

ثس لبت زی قىفطآیس ثهضت ج اؾت و كبث

ضق ث زض لبت اؾت. ای ع تغییط قى ضق زی قى

زی قىحهط ثفطز ثبضصاضی زض فطآیس ی حبقی اظ

یی و تحت ب لؿتاىتطغبطیؽ ضق اؾت. زض اثتسا

ی ب لؿتس ثؼس اظ آ یبث یفكبض لطاض زاضس تغییط قى

زیط تحت تبثیط یطی وكف ایطؾی زچبض تغییط قى

ایطؾی زض تىی ای فطآیس وبال تبثیط یطی س. ق ی

فكبض ث ضق اػب μs 67. فكبض فمط تب ظب كز اؾت

ضق ث مساض تغییط قى حساوثطی ظب زض ا زق ی

اضتفبع بیی حساوثط% اظ 20یؼی تب حسز mm5 یعا

ی فطآیس ضا یطی ایطؾی ضق تىی ضق اؾت. ثمی

ی یطی ث زضؾتی جی مف تؼیی وسو سو ی

تىی فطآیس اؾت.ایطؾی زض

يرق ت ريی پاوچ دی شکلی يرق در پذیز شکل -4-3 ثطای قؼبع m/s175 ضق ی ؾطػت زض جی اساظ حساوثط

mm20 ثطاثط m/s80 اؾت. كرم اؾت و دؽ اظ ثطذضز

زض سیبث یای لؿت ثب ؾطح دبچ ؾطػت بب وبف

تغییطات ضربت زض قى ضؾس. ث نفط ی μs 20وتط اظ

% 96. وتطی ضربت زس یضاؾتبی قؼبع ضا كب

افتس. ضق اتفبق یضربت ای اؾت و زض دبضت طوع

ثس لبت زی قىایدب ؿجت ث وبف ضربت زض

% ثز( وتط اؾت.18)وبف ضربت

پاوچ یري ت يرق یپذیز شکل ی تاریخچ. 15 شکل

سیالکتزيمغىاط دی شکلدر

سیبث یضربت اظ طوع ث ؾت ج ث تسضیح افعایف

. ای افعایف سیبث یافعایف mm0.01 زض ج ث اساظ

ضق ؿجت ی زض جی اضبفی ث ؼبی خز بز ضربت

ضق ی ث ؾطح دبچ اؾت و ثبػث ایدبز اػخبج زض ج

.زق ی

بی وطف دالؾتیه ثط حؿت ظب زض تغییطات ف

ی ضی ؾطح ثبالیی دبییی ج ثطای ز مط 19قى

س. زض ای قى ا قسضق ضؾ ی قؼبػی، ف

ی حیطی فی حضی )ضاؾتبی ضربت( ف

ؿتس.

ی تمطیجب ثب ثطاثطس. مساض ثجت ف

ی حضی ث ؼبی افعایف ضربت ضق زض ج اؾت. ف

ی ی ضق فی اؾت. اساظ حضی وطف دالؾتیه زض ج

وطف دالؾتیه زض ؾطح ثبالیی و زض تبؼ ثب دبچ اؾت،

.ی ضق اؾتثیكتط اظ ؾطح دبیی

ة اف

يرق وایی ب( شکل ،مانطی س الف( ملعیت يرق در ،پاوچ یري ت دی شکلدر يرق ی لث تزگشت -16 شکل

-5

0

5

10

15

20

25

0 20 40

z (

mm

)

r (mm)

t=267μs t=167μs

t=127μs

t=107μs

t=67μs

t=50μs

t=24μs t=0s

-5

0

5

10

15

20

0 10 20 30 40

z (m

m)

r (mm)

t = 267 μs

t = 147 μs

t = 107 μs

Page 10: 42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس ...profdoc.um.ac.ir/articles/a/1058400.pdfناراکمه و یقشع31 5 هرامش /6 هرود /5931 لاس

38 و همکاران ی عشق 5/ شماره 6/ دوره 5931ها/ سال ها و شارهمکانیک سازه

يرق تز mm20 تغییز سزعت در لث ي شعاع -17شکل

يرق ت ريی پاوچ دی شکلحسة سمان در

تغییزات ضخامت يرق در راستای شعاعی تزای -18شکل

يرق ت ريی پاوچ دی شکل

ی تغییزات کزوش پالستیک تز حسة سمان در لث -19شکل

يرق ت ريی پاوچ دی شکليرق تزای

ب قؼبػی وطف دالؾتیه ثطای تبی قؼبع ف

زس و یكب 21 20ی بقى ثجت اؾت ی

ب ثجت زض بی حیطی حضی ثطای ثطذی قؼبع ف

بی عزیه ث طوع ثطذی فی ؿتس. زض قؼبعثجت

زض عزیىی طوع ضق زض ز فی اؾت. ث ػجبضت زیط،

خت قؼبػی حیطی ضق تحت وكف اؾت ای ؾجت

. ثب افعایف قؼبع، وكف زض خت زق یو قس ضربت

زق یحیطی ث فكبض تجسی . زض زق یفی

عزیىی ج مساض فی و زق یای ثعضي ث اساظ

زس یكب 21قى .زق یثبػث افعایف ضربت ضق

و زض دبضت ج ثجت اؾت ضربت ضق افعایف

یبفت اؾت.

سمان تزحسة کیپالست کزوش محیطی ی ملف -20 شکل

مختلف یا شعاع يرق در ییتاال سطح یتزا

سمان تزحسة کیپالست کزوش یمحر ی ملف -21 شکل

مختلف یا شعاع در يرق ییتاال سطح یتزا

الکتزيمغىاطیس يرق ت درين لالة دی شکل -5

کزيیزؾتیبثی ث ػك بیی ثیكتط خبضی طبؼ افسیىی اظ ا

ث زی قىث ضی دبچ ث خبی زی قىتؾط وبض لطؼ

زض لبت اؾت. ثطای ایى ثتا ؿجت ػك ضا مبیؿ وطز

دبضاتطی ث ب ؿجت ػك ث لطط ثطای لبت ثهضت ػك لبت

طلط لبت ث فك [8] ىبضاضیؿچ . زق یتؼطیف

لبجی وطی ثب ؿجت ػك ث لطط ضضق ث ز زی قى

قسس. زض ای طبؼ ؿجت ػك ث لططبی رتف 0.066

ثطضؾی قس mm 0.5ثب ضربت 1050آیی ثطای ضق

0

50

100

150

200

0 100 200

v (m

/s)

t (μs)

r = 40 mm

r = 20 mm

0.4

0.45

0.5

0.55

0 20 40

(mm

) تامخض

r (mm)

-0.15

-0.1

-0.05

-2E-16

0.05

0 200

ش زو

ی کیط

محی

لف

م

کتی

السپ

t (μs)

r = 10 mm

r = 20 mm

r = 30 mm

r = 40 mm

-0.06

-0.01

0.04

0.09

0 200

کتی

السش پ

زوی ک

رمح

لف

م

t (μs)

r = 40 mm

r = 10 mm r = 30 mm

r = 20 mm

Page 11: 42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس ...profdoc.um.ac.ir/articles/a/1058400.pdfناراکمه و یقشع31 5 هرامش /6 هرود /5931 لاس

39 و همکاران ی عشق 5/ شماره 6/ دوره 5931ها/ سال ها و شارهمکانیک سازه

حساوثطؿجت ػك ث لطط ث زؾت آس ثطاثط ثب حساوثط

ث زض زی قىؿجت ػك ث لطط لبث زؾتیبثی زض

ی تطاؽ ثی سؾ حساوثطثسؾت آس. 0.11لبت ثطاثط ثب

mm0.5 ثطاثط ثب ی بیی ثسؾت آس ا سؾ بیی ایس

% اضتفبع لبت اؾت. ثطای ط ؿجت ػك ث 3.5و ثبقس ی

ضق زی قىثطای لطط یبظ ث ططاحی ویی ذبل اؾت.

لبت ثبیس لطبػی اظ 0.11ث زض لبت ثب ؿجت ػك ث لطط

ثبقس. ثطای mm14 زاضای اضتفبع mm128 وط ث لطط

زض ای لبت ویی ثب كرهبت خسضق ث زی قى

ثتطی تبیح ضا ،سو یضا تیس 22و تظیغ فكبض قى 5

ث زی قىفكبض ثی ثطای حساوثط. زس یزض اذتیبض لطاض

اؾت. ثب اػب ای تظیغ فكبض MPa15.5 زض ای لبت

ثسؾت 23قى نضت قى بیی ضق زض لبت ث

.آیس ی

یتزا مىاسة لیک مشخصات -5جذيل

لالة درين ت يرق ید شکل

mm 25 وی زضی قؼبع ؽ بز

mm 37 وی ثیطی قؼبع 5 تؼساز زض

S/m 36 ضؾببیی اىتطیىی mm 2.5 ب دیچف

تاثیز تسیع فشار تز چگوگی ي کیفیت تغییز -6

شکل يرقتغییط قى ضق ث زض لبت ثب ؿجت ی تبضیرچ 24قى

( ویی 5) تؾط وی تبوبتؿ، وی 0.11ػك ث لطط

ضا كب mm40 قؼبع ثیطی mm35 ثب قؼبع زضی

تؾط زی قىتبیح حبن اظ اف -24قى .زس ی

تیسی تؾط . تظیغ فكبض زس یوی تبوبتؿ ضا كب

فكبض زض قؼبع حساوثطای اؾت و وی تبوبتؿ ث

mm20 ی . زض ای حبت ضق ثب زیاضزق یث ضق اضز

اتربة MPa7.8 فكبض حساوثط. سو یلبت تبؼ دیسا

لبت ث ؾت قس اؾت. طوع ضق دؽ اظ ثطذضز ث ثبالی

ث زی قىیط ثطای زس یدبیی ثطكت اؾت و كب

ی وبفی ثعضي اؾت. افعایف ثیكتط فكبض ثبػث ثطكت اساظ

زق یثیكتط طوع ضق دؽ اظ ثطذضز ث ثبالی لبت

ی لبت ضق اظ زیاض ی فبنوبف فكبض ثبػث افعایف

. زق ی

کیلی تا مشخصات یذیتل فشار عیتس -22شکل

وسثت تا لالة درين ت يرق دی شکل -23شکل

11/0 لطز ت عمك

تؾط ویی ثب قؼبع زی قىاظ ة تبیح حبن -قى

. زس یضا كب mm40 قؼبع ثیطی mm35 زاذی

فكبض تیس قس تؾط ای وی زض حساوثطح اػب

فكبض ثی ثطای ای فطآیس حساوثط mm35 قؼبع

MPa21.5 ی اؾت. ثب اؾتفبز اظ ای وی احبی زیاض

ی طوع ضق ثطض نحیح ث زق یلبت ثطض نحیح دط

. ثب اػب فكبض حبن اظ وی سو یؾت ثبال حطوت

ث ضق اضز mm20 زض قؼبع فكبض حساوثطو تبوبتؿ

ی طوع ضق زق یی لبت دط احبی زیاض زق ی

. ثطای حبتی و سو یثطض نحیح ث ؾت ثبال حطوت

احبی زق یث ضق اضز mm35 فكبض زض قؼبع حساوثط

ی طوع ضق ثطض زق ییح دط زیاض لبت ثطض نح

و تظیغ فكبض زس ای كب یدصیطز. نحیح قى ی

قى زاضز. اط تبثیط ثؿیبض ظیبزی ثط ویفیت چی تغییط

ای ؼی ث طوع عزیىتط ثبقس احبی فكبض تیسی اظ فبن

زض مبث اط ای فبن ظیبز قز زق یی لبت دط زیاض

دصیطز. طوع ضق ث زضؾتی قى ی

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 10 20 30 40

P/P

ma

x

r (mm)

0

5

10

15

0 10 20 30 40

z (

mm

)

r (mm)

ضق لبت

Page 12: 42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس ...profdoc.um.ac.ir/articles/a/1058400.pdfناراکمه و یقشع31 5 هرامش /6 هرود /5931 لاس

40 و همکاران ی عشق 5/ شماره 6/ دوره 5931ها/ سال ها و شارهمکانیک سازه

ضا كب 5خس تؾط وی زی قىح 24قى

ث ضق mm30 فكبض ای وی زض قؼبع حساوثط. زس ی

مساض ثی حساوثط. ثب اػب ای تظیغ فكبض ثب زق یاضز

ضق ثطض نحیح زض طوع زیاض ث زض لبت قى زاز

طفت ثیكتطی ؿجت بیی و نضت ثب ثطضؾی .زق ی

0.11ث زض لبت زی قىػك ث لطط لبث زؾتیبثی زض

ثسؾت آس. ثطای ای ؿجت ػك ث لطط، اضتفبع لبت

mm14 و لطبػی اظ وط ث لطط mm128 اؾت. زض مبث

قى زاز قس mm80 ضق ث ضی دبچ وطی ث لطط

ثسؾت آس. ؿجت ػك ث لطط mm20 ػك بیی ضق

% 227اؾت و 0.25ث ضی دبچ زی قىثسؾت آس زض

ث زض لبت زی قىثیكتط اظ ؿجت ثسؾت آس زض

ث ضی دبچ ثب خز افعایف ثیف اظ ز زی قىاؾت. زض

تطاؽ ثی ضق دبچ حساوثطثطاثطی ؿجت ػك ث لطط،

mm 0.28 یبی تطاؽ mm0.17 ای ثبقس. ی

ث 0.11ث زض لبت ثطای ؿجت زی قىدبضاتطب ثطای

ثب زق یؿتس. الحظ mm0.46 mm0.22تطتیت

ث ضی دبچ تبیح زی قىخز ؿجت ػك ث لطط ثیكتط

.زس یثتطی ضا زض اذتیبض لطاض

ة اف

ح

دی شکل( ب ،[7] لیک اس استفاد تا دی شکل( الف ،11/0 ت لطز عمك وسثت تا لالة درين ت يرق زشکلییتغ ی تاریخچ -24شکل

5جذيل لیاسک استفاد تا دی شکل( ج ،mm40 یزيویت يشعاع mm35 یدريو شعاعی تالیتاک

-1

4

9

14

0 10 20 30 40

z (m

m)

r (mm)

t = 137 μs

t = 97 μs

t = 67 μs

t = 40 μs

t = 267 μs

قالب دیواره

-1

4

9

14

0 10 20 30 40

z (

mm

)

r (mm)

t = 267 μs

t = 137 μs

t = 97 μs

t = 40 μs

t = 27 μs

قالب دیواره

-1

4

9

14

0 10 20 30 40

z (m

m)

r (mm)

t = 137 μs

t = 97 μs

t = 67 μs

t = 40 μ

t = 267 μs

قالب دیواره

Page 13: 42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس ...profdoc.um.ac.ir/articles/a/1058400.pdfناراکمه و یقشع31 5 هرامش /6 هرود /5931 لاس

41 و همکاران ی عشق 5/ شماره 6/ دوره 5931ها/ سال ها و شارهمکانیک سازه

گیزیوتیج -7

فطآیس قى ثب ضـ جؿتی لی ؾبظی زلیك قجی

یه ادبوبضی زقاض ،زی اىتطغبطیؽ ضق

ثط ذاس ثز. زض ای ثؿیبض ظبزلیك ؾبظی قجی

بی طبؼ كب زاز قس و ثب زض ظط طفت فطو

تهحیح ست ظب اػب فكبض بسنحیح

تبیح لبث غبطیؿی، ضـ ثس جؿتی یع

.زسیثسؾت ی ضالج

قسی بی ؾرتس ی تبیح حبن اظ ثب طبؼ

زی ىاثؿت ث ؾطػت ؿتم اظ ؾطػت زض ق

تید قس و ،اىتطغبطیؽ ضق آییی

ثعضي اؾت زض ای فطآیسؾطػت تغییط قى ضق

.صاضز یتبثیط ضفتبض ىبیىی آییطخ وطف ثط

زی اىتطغبطیؽ ضق ث ضی اؾتفبز اظ قى

ث زی اىتطغبطیؽ ضق قىدبچ حسة ثدبی

زی ضا ثطض لبث الحظػك قى،زض لبت مؼط

ای و اظ دط قس زالی ػس .ذاس زازای افعایف

وس قب لبت تؾط ضق خیطی یح نحی

بی لبت جكی ضق تؾط زیاضخصة اطغی خ

زی ث زض قى ایدبز وطف ؾرتی زض ضق اؾت.

آظاز اؾت، ی آ ضی دبچ چ طوع ضق ثبثت ج

لج اظ خصة وب اطغی خجكی ضق تؾط

بی زی نحیح زض ػك ب، زؾتیبثی ث قى زیاض

. اىب دصیط اؾتط ثیكت

تظیغ فكبض تبثیط ثؿیبض زی ث زض لبت، زض قى

ظیبزی ثط ویفیت چی تغییط قى ضق زاضز. اط

ىتط ثبقس ای ؼی ث طوع عزی فكبض تیسی اظ فبن

قز زض مبث اط ی ی لبت وب احبی زیاض

ای فبن ظیبز قز طوع ضق ث زضؾتی قى

زض لبت زی نحیح ضق ثثطای قى دصیطز. ی

یبظ اؾت. اػب تظیغ فكبض بؾجی ضز

مزاجع -8[1] Park YB, Kim HY,Oh SI (2005) Design of axial

torque joint made by electromagnetic forming.

Thin Wall Struct 43: 826-844.

[2] Vohnout VJ (1998) A hybrid quasi-static/dynamic

process for forming large sheet metal parts from

aluminum alloys. Ph.D. Dissertation. The Ohio

State University, Columbus, Ohio.

[3] Kapitza PL (1924) A method for producing strong

magnetic fields. P Roy Soc Edinb A 105: 691–710.

[4] Harvey GW, Brower DF (1958) Metal forming

device and method. US-Patent Nr. 2976907.

[5] Gobl N (1969) Elektromagnetische

umformversuche mit flachspulen. In

DrittesKolloquium uber Grundlagen der

elektrischen Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.

Berlin 78–94.

[6] Al-Hassani STS (1975) Magnetic pressure

distributions in sheet metal forming. In Proceedings

of the Conference on Electrical Methods of

Machining, Forming and Coating , London 1–10.

[7] Takatsu N, Kato M, Sato K, Tobe T (1988) High

speed forming of metal sheets by electromagnetic

force. JSME Int J A-Mech M 31(1): 142-148.

[8] Risch D, Beerwald C, Brosius A, Kleiner M (2004)

On the significance ofthe die design for the

electromagnetic sheet metal forming. In

Proceedings of the First International Conference

on High speed Forming, Dortmund 191–200.

[9] Imbert J, Winkler SL, Worswick M,

Golovashchenko S (2004) Formabilityand damage

in electromagnetically formed AA5754 and

AA6111. In Proceedings of the First International

Conference on High speed Forming, Dortmund

201–210.

[10] Oliveira DA, Worswick MJ, Finn M, Newman D

(2005) Electromagnetic formingof aluminum alloy

sheet: free-form and cavity fill experiments and

model. J Mater Process Tech 170: 350–362.

[11] Neugebauer R, Loschmann F, Putz M, Koch T,

Laux G (2006) A productionoriented approach in

electromagnetic forming of metal sheets. In

Proceedingsof the Second International Conference

on High Speed Forming, Dortmund 129–139.

[12] Correia JPM, Siddiqui MA, Ahzi S, Belouettar S,

Davies R (2008) A simple model to simulate

electromagnetic sheet free bulging process. Int J

Mech Sci 50:1466–1475.

[13] Xu D, Liu X, Fang K, Fang H (2010) Calculation

of electromagnetic force in electromagnetic

forming process of metal sheet. J Appl Phys 107-

124907.

[14] Xiao-hui C, Jian-hua M, Ying Z (2012) 3D

modeling and deformation analysis for

electromagnetic sheet forming process. T Nonferr

Metal Soc 164-169.

[15] Abdelhafeez AM, Nemat-Alla MM, El-Sebaie

MG (2012) Finite element analysis of

electromagnetic bulging of sheet metals. IJSER

3(2): 180-186.

Page 14: 42-29 ٍحفص /1 ٌامش /6 ٌي{ /1395 لاس /اٌَاش ي اٌَاس ...profdoc.um.ac.ir/articles/a/1058400.pdfناراکمه و یقشع31 5 هرامش /6 هرود /5931 لاس

42 و همکاران ی عشق 5/ شماره 6/ دوره 5931ها/ سال ها و شارهمکانیک سازه

[16] Hashimoto Y, Hideki H, Miki S, Hideaki N (1999)

Local deformation and buckling of a cylindrical Al

tube under magnetic impulsive pressure. J Mater

Process Tech 85: 209-212.

[17] Serway RA (1990) Physics for scientists and

engineers with modern physics. 3rd edn. Saunders

College Publishing, Toronto.

[18] Fenton GK, Daehn GS (1998) Modeling of

electromagnetically formed sheet metal. J Mater

Process Tech 75: 6-16.