Автореферат (1143854), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Экспериментальныеиспытания проводились на установке ГИТ-50/12, с осциллографированием протекающеготока. На основе сопоставления результатов конечного деформирования образцов ичисленного моделирования анализировалось поведение материалов. Нагрев нагружающегоустройства, выполненного из плоских шин, контролировался по интегралу тока и не достигалкритического значения, при котором материал переходит из твёрдого состояния в жидкое илигазообразное.3Основные положения, выносимые на защиту:Показана возможность использования магнитоимпульсного способа создания управляемыхимпульсныхнагрузокмикросекундногодиапазонадлительностейдляисследованиямеханических свойств проводящих образцов.На примере исследования медных образцов показана связь остаточной деформации спараметрами нагружения при скоростях деформирования ~103 -104 1/с.Показано, что модель Джонсона-Кука для меди OFHC при скоростях деформирования от2000 1/с до 7500 1/с адекватно описывает экспериментальные данные для меди марки М1.Выявлено, что при импульсном воздействии микросекундной длительности влияниедефекта на формируемое магнитное давление на краю токоведущего элемента (плоских шин)проявляется на масштабе дефекта.Экспериментально показано, что воздействие в начале деформирования затухающимимпульсным током, протекающим по сечению 5 мм2, амплитудой плотности тока 3045 кА/мм2 с длительностью 4 мкс и амплитудой тока 4-5 кА, длительностью 60 мкс не влияетна остаточные деформации при высоких скоростях деформирования.Степень достоверности результатов определяется адекватностью использованныхэкспериментальныхметодик,воспроизводимостьюэкспериментальныхданныхинепротиворечивостью с представленными в литературе данными.
Численное моделированиепроводилосьсиспользованиемсовременныхпрограммныхсредств,имеющихинтегрированные базы данных по свойствам материалов.Апробация работы:Результаты работы были доложены на следующих международных конференциях:1.Адамьян,Ю.Э.Использованиепереходныххарактеристикдлядиагностикимногослойных систем / Ю.Э. Адамьян, А.А. Белов, Е.А.
Вырва, К.В. Грешнивиков, Г.П.Жабко, С.И.Кривошеев, И.С. Колодкин, С.Г. Магазинов, Е.Л. Свечников, В.В. Титков. //International Conference NDT Days 2015 Proceedings. - Созополь, Болгария. - 15-19 Июнь. 2015. -C. 387-390.2. Кривошеев, С.И. Экспериментальное исследование скорости развития трещины приимпульсном нагружении / С.И. Кривошеев, С.Г. Магазинов // труды российского симпозиума«Атомистическое моделирование, теория и эксперимент» Новый Афон , Абхазия. - 16-27августа 2015.3.
Кривошеев, С.И. Исследование быстрого деформирования металлов при магнитноимпульсном нагружении микросекундного диапазона / С.И. Кривошеев, С.Г. Магазинов, Д.И.Алексеев // International Conference NDT Days 2016 Proceedings. - Созополь, Болгария. - Июнь06-10, 2016. - С. 369-373.4. Krivosheev, S.I. Surface fracture energy of pulse action / S.I. Krivosheev, S.G.
Magazinov //XXXI International Conference on Equations of State for Matter, March. - Elbrus, KabardinoBalkaria, Russia. - 2016. - Pp. 123.45. Алексеев, Д.И. Магнитно-импульсное тестирование проводящих материалов смакродефектом / Д.И. Алексеев, С.И. Кривошеев, С.Г. Магазинов // Неделя науки СПБПУ :материалы научной конференции с международным участием. Институт энергетики итранспортных систем.
Ч. 2. - СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та. - 2017. C. 5-8.6. Алексеев, Д.И. Высокоскоростное деформирование проводящих материалов магнитноимпульсным способом / Д.И. Алексеев, С.И. Кривошеев, С.Г. Магазинов // Неделя наукиСПбПУ : материалы научной конференции с международным участием. Лучшие доклады. –СПб. : Изд-во Политехн.
ун-та. - 2017. - C.39-44.7. Кривошеев, С. И. Особенности магнитоимпульсного способа деформированияпроводящих образцов / С.И. Кривошеев, Ю.Э. Адамьян, В.В. Титков, Л.В. Черненькая, Д.И.Алексеев, С.Г. Магазинов // Bulgarian Society for NDT, International Journal “NDT Days”. - Vol.1, Is. 3. - 2018. - С. 375.8. Адамьян, Ю. Э.
Некоторые особенности влияния увеличения локальной плотности токана разрушение плоских проводников / Ю. Э. Адамьян, Д.И. Алексеев, Л.В. Черненькая, С.И.Кривошеев, С.Г. Магазинов, В.В. Титков. // Bulgarian Society for NDT, International Journal“NDT Days” Vol. 1, Is. 3. - 2018. - С. 382.9. Adamyan, Yu. E. Investigation of Influence of Pulse Electric Current on High-SpeedDeformation of Copper M1 by Magnetic Pulse Loading / Yu.E. Adamyan, S.I. Krivosheev,S.G Magazinov, D.I. Alekseev, I.S.
Kolodkin // Proceedings of the 2019 IEEE Conference ofRussian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). - January 28-30,2019. - Pp. 788.10. Krivosheev S.I. The peculiarities of the application of magnetic+pulse method for formingcontrolled pressure pulses to test metal samples / S.I. Krivosheev, S.G. Magazinov, D.I. Alekseev //Proceedings of the fifteenth international conference on megagauss magnetic field generation andrelated topics. - September 18-22, 2016. - Pp. 39-42.11.
Krivosheev, S.I. On the impact of the elastic-plastic flow upon the process of destruction ofthe solenoid in a super strong pulsed magnetic field / S.I. Krivosheev, S.G. Magazinov, D.I.Alekseev // Proceedings of the fifteenth international conference on megagauss magnetic fieldgeneration and related topics. - September 18-22, 2016. - Pp. 43-45.Основной материал диссертации представлен в 10 научных публикациях.Личный вклад автора состоит в адаптации экспериментального стенда для проведенияисследований, выборе методик, разработке образцов, проведении эксперимента. Авторомпроведён анализ, обобщение экспериментальных данных и результатов моделированияповеденияобразцоввусловияхвысокоскоростногонагружения,создаваемогомагнитноимпульсным способом. Принимал непосредственное участие в подготовке инаписании статей.Структура и объем диссертации: диссертационная работа состоит из введения, четырёхглав, постановки задачи и заключения, перечня сокращений и условных обозначений, списка5литературы из 120 наименований и 5 приложений.
Работа изложена на 183 стр., содержит 75рисунков, 10 таблиц.Благодарности: Минобрнауки России (программа повышения конкурентоспособности 5100). Минобрнауки России (грант №RFMEFI58416X0019) и Swiss National Science Foundation(Projects No. 200021_147058 and IZLRZ2-163907/1): совместный проект по исследованию«Влияние экспериментально полученных форм импульса тока молнии на механическиехарактеристики композитных структур».Российскому научному фонду (грант РНФ № 18-19-00230): проект «Моделирование иэкспериментальная апробация соленоидов с квазибессиловыми обмотками применительно кзадачам получения сильных и сверхсильных магнитных полей и накопления энергии».Результаты работы были получены с использованием вычислительных ресурсовсуперкомпьютерного центра Санкт-Петербургского политехнического университета ПетраВеликого (www.scc.spbstu.ru).ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫГлава 1.
Методы испытания динамических свойств материалов привысокоскоростном нагруженииИспытание динамических свойств материалов может производится различными методами,среди которых наибольшее распространение получили испытания на ударный изгиб,откольныеиспытания,методТейлора,методГопкинсона-Кольского,атакжемагнитноимпульсные способы создания управляемых нагрузок. Магнитноимпульсныеспособы позволяют создавать растягивающие нагрузки, без предварительной фазы сжатияматериала, как например в откольных схемах, что упрощает верификацию моделейпластичности. Магнитноимпульсное нагружение образцов с макродефектом типа трещинпозволяет нагружать образцы без существенного нагрева под действием наведенного тока, вотличие от магнитноимпульсного нагружения кольца во внешнем поле соленоида, гденагружение выше предела пластичности так же сопровождаются существенным нагревом.Возможность воздействия импульсного тока на исследуемые образцы, проводимогопараллельно или между циклами деформирования, как за счет наведенного тока в образцах отМИД, так и от дополнительного источника импульсного тока позволяет рассматриватьсвойства проводящих материалов в условиях воздействия импульсного тока с различнымипараметрами.Глава 2.
Разработка схемы нагружения и анализ особенностей взаимодействияимпульсного магнитного поля с проводящими образцамиНа рисунке 1а приведена схема магнитноимпульсного испытания проводящих образцов смакродефектом типа трещин. Здесь используется генератор импульсных токов (ГИТ),который создаёт при разряде батареи конденсаторов Cp импульсный электрический ток i(t),протекающий по магнитноимпульсному драйверу (МИД). При этом МИД представляет собой6плоскопараллельные шины, которые могут бытьвыполненыввидепрямогоиобратногопроводника - простой МИД (см.
рисунок 1b), идвух прямых и одного обратного проводника трёхшинный(квазикоаксиальный)МИД(см. рисунок 1c). В данной схеме импульсныйэлектрический ток i(t) протекающий в МИД,сопровождается импульсным магнитным полем B,котороеоказываетмагнитноедавлениеPm.Применения квазикоаксиального нагружающегоустройства существенно снижает (на два порядка)наведённый ток в окрестности вершины пазаобразца, соответствующей зоне максимальныхмеханическихдеформаций,приэтомнепосредственно в самой вершине наведённыйРисунок 1. а) Схемамагнитноимпульсного испытанияобразцов с макродефектом типатрещин; b) простой МИД;c) квазикоаксиальный МИД.ток равен 0.Приближено, если ширина шин МИД cMPDсущественно меньше расстояния между шинамиhMPD, то магнитное давление можно оценитьследующим образом:20 H 2 0 I cmpdB2Pm ,2022(2.1)где I, H, B - амплитуды тока протекающего по шинам, напряжённость и индукция магнитногополя МИД соответственно.С учетом конечных размеров образцов при деформировании под воздействиемимпульсного магнитного поля может возникнуть ситуация, когда глубина проникновенияполя меньше или сопоставима с характерными размерами образца.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
