Расширение цилиндрических трубчатых заготовок на высоковольтной магнитно-импульсной установке с управляемым вакуумным разрядником

Автор(и)

  • L. A. Ljutenko Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-7860-3835
  • V. M. Mikhailov Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна, Ukraine https://orcid.org/0000-0001-7989-5932

DOI:

https://doi.org/10.20998/2074-272X.2021.3.07

Ключові слова:

високовольтна магнітно-імпульсна устатковина, ємнісний нагромаджувач енергії, керований вакуумний розрядник, «зріз» імпульсу струму, імовірність «зрізу», зовнішній індуктор, розширення циліндричної трубчатої заготівки, деталь складної форми

Анотація

Мета. Метою роботи є експериментальна перевірка існування зони параметрів ємнісного нагромаджувача енергії магнітно-імпульсної устатковини з керованим вакуумним розрядником, в котрій з високою імовірністю відбувається «зріз» імпульсів розрядного струму та розширення циліндричних тонких трубчастих заготівок за допомогою зовнішнього індуктора. Методика. Використано високовольтну магнітно-імпульсну устатковину НТУ «ХПІ» з керованим вакуумним розрядником та багатовитковий індуктор, усередині котрого було розміщено діелектричну матрицю і заготівку з алюмінієвого стопу. Змінювали ємність та зарядну напругу нагромаджувача енергії. Імпульси розрядного струму вимірювали за допомогою поясу Роговського та реєстрували осцилографом. Результати. Магнітно-імпульсним розширенням циліндричних заготівок за допомогою зовнішнього індуктора отримано деталі складної форми та здійснено зняття металевої деталі, що була напресована на діелектричний стрижень. Наукова новизна. Показано, що частоту імпульсу, що «зрізається», при котрій амплітуда від’ємного тиску магнітного поля наближається до максимальної, а також зарядну напругу необхідно узгоджувати з параметрами ємнісного нагромаджувача енергії, при яких з високою імовірністю відбувається «зріз» імпульсу. Практичне значення. Результати та рекомендації, що отримано, можуть бути використано у магнітно-імпульсних технологіях на устатковинах з керованими вакуумними розрядниками.

Біографії авторів

L. A. Ljutenko, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна

Аспірант

V. M. Mikhailov, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна

Д.т.н., професор

Посилання

Bely I.V., Fertik S.M., Khimenko L.T. Spravochnik po magnitno-impulsnoj obrabotke metallov [Handbook on magnetic-pulse processing of metals]. Kharkiv, Vishcha shkola Publ., 1977, 168 p. (Rus).

Psyk V., Risch D., Kinsey B.L., Tekkaya A.E., Kleiner M. Electromagnetic forming – A review. Journal of Materials Processing Technology, 2011, vol. 211, no. 5, pp. 787-829. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2010.12.012.

Qiu L., Yu Y., Yang Y., Nie X., Xiao Y., Ning Y., Wang F., Cao C. Analysis of electromagnetic force and experiments in electromagnetic forming with local loading. International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 2018, vol. 57, no. 1, pp. 29-37. doi: https://doi.org/10.3233/jae-170038.

Zhang X., Li C., Wang X., Zhao Y., Li L. Improvement of deformation behavior of tube in electromagnetic forming with a triple-coil system. International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 2019, vol. 61, no. 2, pp. 263-272. doi: https://doi.org/10.3233/jae-180122.

Prokofiev A.B., Beliaeva I.A., Glushchenkov V.A., Karpukhin V.F., Chernikov D.G., Iusupov R.Iu. Magnitno-impul'snaia obrabotka materialov [Magnetic-pulse processing of materials]. Samara, SNTs Publ., 2019. 140 p, Available at: http://repo.ssau.ru/handle/Monografii/Magnitnoimpulsnaya-obrabotka-materialov-MIOM-Elektronnyi-resurs-monografiya-81514 (accessed 15 May 2020). (Rus).

Li X., Cao Q., Lai Z., Ouyang S., Liu N., Li M., Han X., Li L. Bulging behavior of metallic tubes during the electromagnetic forming process in the presence of a background magnetic field. Journal of Materials Processing Technology, 2020, vol. 276, p. 116411. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2019.116411.

Xiong Q., Yang M., Tang H., Huang H., Song X., Qiu L., Yu K., Cao Q. Flaring Forming of Small Tube Based on Electromagnetic Attraction. IEEE Access, 2020, vol. 8, pp. 104753-104761. doi: https://doi.org/10.1109/access.2020.2999125.

Chernikov D.G., Glushchenkov V.A., Gusev D.V., Pfetzer I.A., Alyokhina V.K. Evaluation of the efficiency of the process of electromagnetic forming of small-diameter tubes. Izvestiya of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2020, vol. 22, no. 4, pp. 21-28. (Rus). doi: https://doi.org/10.37313/1990-5378-2020-22-4-21-28.

Furth Harold P. Devices for metal-forming by magnetic tension. Patent USA no. 3,196,649, July, 27, 1965.

Shcheglov B.A., Esin A.A. Distribution of thin-walled tubular workpieces by the forces of attraction of a pulsed magnetic field. Forging and Stamping Production. Material Working by Pressure, 1971, no. 4, pp. 15-17. (Rus).

Yusupov R.Yu. Magnetic-pulse installations of a new generation for industrial and educational-scientific purposes. Proceedings of the International Scientific and Technical Conference MIOM-2007, 2007, pp. 251-259. (Rus).

Bondina N.N., Konovalov O. Ya., Legeza A.V., Makeev V.G., Mikhailov V.M., Shovkoplyas A.V. Magnetic-pulse expansion of a cylindrical conducting shell and creation of a given distribution fields using an external inductor. Technical electrodynamics. Thematic issue «Problems of modern electrical engineering», 2008, chapter 5, pp. 84-89. (Rus).

Ljutenko L.A., Mikhailov V.M. The probability of interruption current pulses in circuit of capacitor bank with vacuum discharger. Technical electrodynamics, 2012, no. 3, pp. 121-122. (Rus).

Ljutenko L.A., Mikhailov V.M. Influence of the shape of an external magnetic field pulse on electrodynamic forces deforming a cylindrical shell. Technical electrodynamics, 2007, no. 6, pp. 15-19. (Rus).

Bondina N.N., Kramchanin E.G., Ljutenko L.A., Mikhailov V.M. Electrodynamic forces acting on a cylindrical shell under oscillating discharge of a magnetic pulse forming machine. Electrical Engineering & Electromechanics, 2007, no. 5, pp. 66-70. (Rus).

Boltachev G.Sh., Volkov N.B., Paranin S.N., Spirin A.V. Dynamics of cylindrical conducting shells in a pulsed longitudinal magnetic field. Technical Physics, 2010, vol. 55, no. 6, pp. 753-761. doi: https://doi.org/10.1134/S1063784210060010.

Neyman L.R., Demirchyan K.S. Teoreticheskie osnovy elektrotechniki. V 2-h tomah. Tom 2 [Theoretical bases of the Electrical Engineering. In 2 vols. Vol. 2]. Leningrad, Energoizdat Publ., 1981. 416 p. (Rus).

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-06-23

Як цитувати

Ljutenko, L. A., & Mikhailov, V. M. (2021). Расширение цилиндрических трубчатых заготовок на высоковольтной магнитно-импульсной установке с управляемым вакуумным разрядником. Електротехніка і Електромеханіка, (3), 42–46. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2021.3.07

Номер

Розділ

Інженерна електрофізика. Техніка сильних електричних та магнітних полів