Calcul des forces dans les systèmes de formage et de lanceur électromagnétiques.

Abstract

Le but de ce travail est d’étudier les dispositifs de magnétoformage et de lanceur électromagnétique par la méthode des circuits électriques couplés. Pour atteindre cet objectif, nous avons simplifié le modèle général de Maxwell en un modèle quasi-stationnaire et axisymétrique bidimensionnel. La méthode des circuits électriques couplés est une méthode semianalytique basée sur une discrétisation numérique du domaine d’étude en mailles auxquelles s’appliquent des expressions analytiques des grandeurs électromagnétiques. En transitoire, une discrétisation temporelle est nécessaire. Les discrétisation utilisées sont du type différence finis. Le modèle obtenu est implanté sous MATLAB. Son exécution permet d’obtenir l’évolution spatiale et temporelle des grandeurs électromagnétiques (courant induit, potentiel vecteur magnétique, l’induction magnétique et force de Laplace). Nous avons simulé trois types de configurations. Le magnétoformage en expansion et en compression, et le lanceur tubulaire. Nous nous sommes intéressés aux configurations tubulaires où la pièce à mettre en forme ou à faire déplacer se trouve à l’intérieur de la bobine inductrice. Cette configuration ne nécessite pas une importante modification géométrique pour obtenir le fonctionnement du magnétoformage ou de lanceur. Pour avantager le fonctionnement de l’un par rapport à l’autre, il suffit de positionner la pièce dans un endroit où l’une des composantes de l’induction magnétique est plus grande par rapport à l’autre. Longitudinalement à la bobine, si la pièce est au milieu, on assiste au fonctionnement de magnétoformage car la composante axiale de l’induction est plus grande. Dans le cas contraire, si la pièce est située proche de l’une des extrémités de la bobine où la composante radiale de l’induction est plus grande, il s’agit de fonctionnement en lanceur électromagnétique.