مطالعه فرایند شکل‌دهی الکتروهیدرولیکی با استفاده از مشاهدات تجربی و شبیه‌سازی عددی به روش لاگرانژی- اویلری انتخابی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی

2 دانشجوی دکترای دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

3 دانشجوی دکترای دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

doi
چکیده

شکل‌دهی الکتروهیدرولیکی یک فرایند شکل‌دهی ورق فلزی با سرعت بالا می‌باشد که در آن دو (یا تعداد بیشتر) الکترود در محفظه‌ای پر از آب قرار دارند و تخلیه الکتریکی ولتاژ بالا بین آنها، فشار بالائی جهت شکل‌دادن ورق ایجاد می‌کند. در این تحقیق جهت بررسی اثر پارامترهای مختلف (از جمله انرژی تخلیه، فاصله الکترودها از ورق و فاصله الکترودها از هم) بر روی عمق کشش حداکثر و (بطور ضمنی) فشار بیشینه موج شوک، آزمایش‌های تجربی گسترده‌ای انجام شد. شکل‌دهی الکتروهیدرولیکی یک پدیده پیچیده می‌باشد و آزمایش‌های تجربی به تنهائی برای درک مناسب این فرایند، کافی نیست. برای توضیح جنبه‌های مختلف این موضوع از کوپل فرمولاسیون لاگرانژی- اویلری انتخابی با الگوریتم اندرکنش سیال و سازه که در نرم‌افزار ال‌اس‌داینا در دسترس است جهت شبیه‌سازی عددی آن استفاده شده است. جهت مدل کردن اثر تخلیه الکتریکی دو رویکرد متفاوت مورد استفاده قرار گرفته است: جرم معادل ماده منفجره و تزریق انرژی. در رویکرد نخست، به‏‏لیل شباهت پدیده انفجار و تخلیه الکتریکی در آب، انرژی تخلیه الکتریکی به جرم معادل از ماده منفجره تی‌ان‌تی تبدیل شده است. در رویکرد دوم، فاصله بین الکترودها با یک کانال پلاسما جایگزین و انرژی تخلیه الکتریکی در یک زمان کوتاه درون آن ترزیق شده است که همین امر منجر به انبساط کانال و ایجاد موج شوک به سمت قطعه‌کار گردید. در نهایت، تطابق خوبی میان نتایج تجربی و شبیه‌سازی حاصل گردید.