İndüksiyon ön ısıtmalı bir elektromanyetik darbe şekillendirme sisteminin deneysel analizi

Elektromanyetik şekillendirme, özellikle sac metal ya da boru malzemelerin şekillendirilmesinde kullanılan yüksek hızlı bir şekillendirme teknolojisidir. İndüksiyon ısıtma teknolojisi günümüzde verimlilik, hızlı ısıtma, emniyet, temizlik ve doğru kontrol avantajlarıyla birçok endüstriyel, evsel ve tıbbi uygulamada tercih edilen ısıtma teknolojisidir.  Bu çalışmada, elektromanyetik alan kullanılarak, sac malzemelerin şekillendirilmesi için bir sistemin tasarımı yapılmış ve bu sistem oluşturularak etkinliği değerlendirilmiştir. Bununla birlikte, sac malzemelerin şekillendirilebilirliğinin sağlanması için ön ısıtma elektromanyetik indüksiyon yöntemi ile sağlanmış, belirli bir sıcaklığa gelen malzeme daha sonra ısıtma yapılan bobin üzerinden yüksek genlikli darbe akımı geçirilerek şekillendirilmiştir.

Experimental analysis of an electromagnetic pulse forming systems pre-heated by induction

Electromagnetic forming is a type of high velocity forming technology which is particularly used in the forming of sheet metals and pipes. Induction heating technology is nowadays the heating technology used in many industrial, domestic, and medical applications due to its advantages regarding efficiency, Fast heating, safety, cleanness, and accurate control.  In this study, an electromagnetic forming system is designed and constructed and also the effectiveness of the system are evaluated to form sheet metals. Beside that, to ensure the formability of sheet metal, pre-heating is applied by the electromagnetic induction method, and as the material reaches a certain temperature, it is shaped by means of a high amplitude impulse current flowing through the same coil.

___

  • [1] Harvey, G. W., Brower, D. F., Metal Forming Device and Method, US-Patent Nr. 2976907, 1958.
  • [2] Brower, D. F.,Metals Handbook, v.4, ASM, 1969.
  • [3] Psyk, V., Risch, D., Kinsey, B. L., Tekkaya, A. E., Kleiner, M., Electromagnetic forming – a review. Journal of Materials Processing Technology, 211, 787-829, 2011.
  • [4] Paese, E., Geier, M., Homrich, R. P. and Pacheco, J. L., Simplified mathematical modeling for an electromagnetic forming system with flat spiral coil as actuator. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 33, 324–331, 2011.
  • [5] Cao, Q., Li, L., Lai, Z., Zhou, Z. , Xiong, Q., Zhang, X. and Han X., Dynamic analysis of electromagnetic sheet metal forming process using finite element method. International Journal of Advanced Manufacturing Technology,. 74, 361–368, 2014.
  • [6] Cao, Q., Han X., Lai, Z., Zhou, Z. , Xiong, Q., Zhang, X. and Li, L., Effects of current frequency on electromagnetic sheet metal forming process. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 24 (3), 2014.
  • [7] Lai, Z., Han, X., Cao, Q., Qiu, L., Zhou, Z. and Li, L., The electromagnetic flanging of a large-scale sheet workpiece, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 24 (3), 2014.
  • [8] Paese, E., Geier, M., Homrich, R. and Rossi, R., A coupled electric–magnetic numerical procedure for determining the electromagnetic force from the interaction of thin metal sheets and spiral coils in the electromagnetic forming process. Applied Mathematical Modelling, 39 (1), 309 – 321, 2015.
  • [9] İnanan, G., Baranoglu, B., Aydın, E., An Application of High-Power Electromagnetic Pulse: Forming of sheet metal using electromagnetic waves, Eleco 2015, Bursa-Turkey, 26-29, November, 2015.
  • [10] Cai, W., et all, A state-of-the-art review on solid-state metal joining. J. Manuf. Sci. Eng 141(3), 2019.
  • [11] Yanagimotoa, J., Oyamadaa, K., Nakagawab, T., Springback of high strength steel after hot and warm sheet formings, CIRP Annals - Manufacturing Technology, 54 (1), 213–216, 2005.
  • [12] Davies,E. J. and Simpson, P., Induction Heating Handbook. MCGraw Hill Book Company, Ltd., London, UK, 1979.
  • [13] Mori, K., Maki, S., Tanaka, Y., Warm and hot stamping of ultra high tensile strength steel sheets using resistance heating. CIRP Annals - Manufacturing Technology, 54 (1), 209–212, 2005.
  • [14] Qu, H.P., Lang, Y.P., Yao, C.F., Chen, H.T., Yang, C.Q., The effect of heat treatment on recrystallized microstructure, precipitation and ductility of hot rolled Fe-Cr-Al-REM ferritic stainless steel sheets. Materials Science and Engineering: A, 562, 9-16, 2013.
  • [15] Pepelnjak, P., Baranoglu, B., Kayhan, E., Kaftanoglu, B., Numerical Simulation of Deep Drawing Process with Local Heating at The Flange Region, 8th Internatıonal Conference and Exhibition on Design and Production of Machines and Dies/Molds, Kusadasi-Turkey, 2015.
  • [16] Yoshihara, S., Nishimura, H., Yamamoto, H., Manabe, K., Formability enhancement in magnesium alloy stamping using a local heating and cooling technique: circular cup deep drawing process. Journal of Materials Processing Technology, 132, 609-613, 2003.
  • [17] V.V.Kulkarni, Swami , L.B, MOSFET based high frequency inverter for induction heating equipment using MATLAB/SIMULINK environment. International Journal of Innovations in Engineering Research and Technology 1(1), 1-6, 2014.
  • [18] Abdulbaqi, I. M., Kadhim , A-H. A., Abdul-Jabbar, A. H., Fathil, A. A. and Hasan, T. K., Design and implementation of an induction furnace. Diyala Journal of Engineering Sciences, 08 (01). 64-82, 2015.
  • [19] Jenkins, B., Mullinger, P., Industrial and Process Furnaces, Elsevier, USA, 2014.
  • [20] Liu, K.H. ,Oruganti, R., and Lee, F.C., Resonant Switches-Topologies and Characteristics. IEEE Power Electronics Specialists Conference, Toulouse, France,106-116, 1985.
  • [21] Zafarmand, F., Uslu, A., Aydemir, M. T., Unver, H. M., Baranoğlu, B., Aydin, E., Design and implementation of an induction heating system for brittle sheet metals. International Journal of Natural and Engineering Sciences, 2, 29-33, 2017.
  • [22] Paesea, E., et. all, Sheet metal electromagnetic forming using a flat spiral coil: Experiments, modeling, and validation. Journal of Materials Processing Technology, 263, 408-422, January 2019.
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-1884
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: Oğuzhan YILMAZ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Değişken kalınlıklı tüplerin enerji sönümleme davranışlarının sayısal incelenmesi

Hasan GEDİKLİ, Dursun MERİÇ

Halbach dizilimi ve PSO algoritması kullanarak DMSM'nin geometrik en iyilemesi

Osman Can SOYGENÇ, Lale T. ERGENE

İç mekan hijyen koşullarının arttırılmasında antibakteriyel duvar boyasının etkinliğinin değerlendirilmesi

Seval BAL, Nazmiye Özlem ŞANLI

İndüksiyon ön ısıtmalı bir elektromanyetik darbe şekillendirme sisteminin deneysel analizi

Besim BARANOĞLU, Mehmet Efe ÖZBEK, Elif AYDIN

İki düzlemsel robot kol iş birliği ile çalkalanmadan sıvı taşınımının kutup yerleştirme ve LQR kontrolü

Babak NASERİ SOUFİANİ, Mehmet Arif ADLI

Türkiye ulusal kuvvetli yer hareketi kayıt istasyonlarının zemin özelliklerinin belirlenmesi

Erkan ATEŞ, Fadime SERTÇELİK, Cengiz KURTULUŞ, İbrahim SERTÇELİK, Turgay KURU, Kudret TEKİN, Aytaç APAK, Derya KÖKBUDAK, Selim SEZER, Derya YALÇIN

Akımsız nikel kaplanmış mikro kafes yapıların mekanik özelliklerinin incelenmesi

Recep GÜMRÜK, Altuğ UŞUN

Türkiye ulusal kuvvetli yer hareketi kayıt istasyonlarının zemin özelliklerininin belirlenmesi

Cengiz KURTULUŞ, Fadime SERTÇELİK, İbrahim SERTÇELİK, Turgay Kuru, Kudret Tekin, Erkan Ateş, Aytaç Apak, Derya KÖKBUDAK, Selim SEZER, Derya YALÇIN

Kendini tekrarlayan derin sinir ağlarının öznitelik seçim yöntemleri ile iyileştirilmesi ve zaman serisi olarak ele alınan otomatik tanımlama sistemi verilerinde kullanımı

Yunus DOĞAN

Türkçe dilinde görüntü altyazısı: veritabanı ve model

Elena BATTİNİ SONMEZ, Tuğba YILDIZ, Berk Dursun YILMAZ, Ali Emre DEMİR