Диссертация (1143855)
Текст из файла
Федеральное государственное автономное образовательноеучреждение высшего образования«Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»На правах рукописиМагазинов Сергей ГеннадьевичФормирование контролируемых импульсов магнитного давления дляисследования механических свойств проводящих материаловСпециальность 01.04.13 –«Электрофизика, электрофизические установки»ДИССЕРТАЦИЯНа соискание ученной степеникандидата технических наукНаучный руководитель:д.т.н., с.н.с. Кривошеев Сергей ИвановичСанкт-Петербург – 2019ОглавлениеОглавление.......................................................................................................................
2Введение............................................................................................................................ 61.Методыиспытаниядинамическихсвойствматериаловпривысокоскоростном нагружении................................................................................. 171.1. Феноменологический подход описания перехода материала из упругогосостояния в другое...................................................................................................... 181.2. Испытание на ударный изгиб и откол...............................................................
221.3. Методы Тейлора и Гопкинсона-Кольского...................................................... 251.4. Магнитноимпульсные способы создания управляемых воздействий...........281.4.1. Уравнения полей в частных производных при взаимодействииимпульсного магнитного поля с проводником.................................................291.4.2.
Управление параметрами давления......................................................... 321.4.3. Управляемые воздействия для задач неразрушающего контроля....... 351.4.4. Магнитноимпульсное нагружение проводящего цилиндра..................381.4.5. Испытание проволоки на растяжение и метод Гопкинсона-Кольскогопри магнитноимпульсном нагружении..............................................................421.4.6. Схемы магнитноимпульсных испытаний с применением плоскихпараллельных шин................................................................................................451.5.
Влияние импульсного тока на процесс деформирование металлов.............. 471.5.1. ЭПЭ при квазистатическом деформировании........................................ 471.5.1.1. Модели передачи сил «электронного ветра» на дислокации ивлияния импульсного тока на параметры термоактивационного движениядислокаций............................................................................................................ 521.5.1.2. Модель влияния магнитного поля на преодоление дислокациямипрепятствий...........................................................................................................5521.5.2. Торможение или ускорение трещин при пропускании импульсноготока......................................................................................................................... 591.5.3.
Залечивание микротрещин при пропускании импульсного тока.........611.5.4. Изменение плотности дислокаций и рекристаллизация........................641.5.5. ЭПЭ при высоких скоростях деформирования...................................... 661.5.6.Совокупностьвозможныхвлиянийимпульсноготоканадеформирование металлов.................................................................................. 681.5.7. Выводы по главе 1......................................................................................71Постановка задачи........................................................................................................722. Разработка схемы нагружения и анализ особенностей взаимодействияимпульсного магнитного поля с проводящими образцами.................................732.1.
Схема и принцип испытания.............................................................................. 732.2. Взаимодействие импульсного магнитного поля с проводником................... 752.3. Распределение наведенных токов в образце.................................................... 832.4. Механическая деформация образцов................................................................ 862.5. Алгоритм испытания пластических материалов магнитноимпульснымспособом.......................................................................................................................892.6.
Выводы по главе 2............................................................................................... 903.Экспериментальноеичисленноеисследованиеформированияимпульсного давления и влияния неоднородностей в токоведущих элементахна его параметры...........................................................................................................913.1. Экспериментальная установка........................................................................... 913.2. Магнитноимпульсный драйвер..........................................................................
933.3. Развитие дефектов на краю проводника при пропускании импульсного тока963.4. Выводы по главе 3............................................................................................. 10134. Экспериментальное исследование проводящих образцов при импульсномнагружении, создаваемом магнитноимпульсным способом............................. 1024.1. Исследование углепластика..............................................................................1024.1.1.
Структура углепластика.......................................................................... 1024.1.2. Испытание на статическое растяжение углепластиковых образцов собработкой в импульсном магнитном поле.................................................... 1034.1.3.Динамическиеиспытанияуглепластиковыхобразцовсмакродефектом типа трещины магнитноимпульсным способом.................1064.1.3.1.
Отладочные эксперименты.................................................................1064.1.3.2. Серия экспериментов с применением двухшинного МИД истальной вставки...............................................................................................1094.2. Исследование медных образцов.......................................................................1144.2.1.Отладочныеэкспериментысприменениемдвухшинныхитрёхшинных МИД..............................................................................................
1174.2.2. Серия экспериментов с применением двухшинного МИД.................1204.2.3. Серия экспериментов с применением трёхшинного МИД................. 1224.2.4. Эксперименты с применением трёхшинного МИД и токовымвоздействием на образцы.................................................................................. 1244.2.5. Факторы, оказывающие влияние на пластическое деформированиеэкспериментальных образцов........................................................................... 1294.2.5.1. Оценка нагрева образца за счет протекания наведенного тока..... 1304.2.5.2. Оценка сил Лоренца, действующих на образец...............................1314.2.5.3.
Эффекты действия импульсного электрического тока на процессдеформирования образцов............................................................................... 1324.2.6. Феноменологическое описание перехода материала из упругогосостояния по верифицированной модели JC.................................................. 1344.3. Выводы по главе 4.............................................................................................
1394Заключение...................................................................................................................140Список сокращений и условных обозначений..................................................... 141Список литературы.................................................................................................... 142Приложение А..............................................................................................................
156Приложение Б.............................................................................................................. 164Приложение В.............................................................................................................. 171Приложение Г.............................................................................................................. 173Приложение Д.............................................................................................................. 1775ВведениеХарактерная для сильных импульсных магнитных полей высокая плотностьэнергии обуславливает их широкое применение при решении различныхтехнологическихзадач,напримермагнитноимпульснаяштамповка,магнитноимпульсная сварка и др., и в проведении различных физическихэкспериментов, связанных с исследованием материалов при высокоинтенсивныхэнергетических воздействиях.Одним из таких приложений является магнитноимпульсный способформирования управляемых импульсов давления [1], использование которого взадачах исследования импульсногонагружения хрупких диэлектрическихматериалов позволило выявить характерные особенности процесса хрупкогоразрушения при нагружении импульсами давления микросекундной длительности[2, 3, 4].
Высокая адаптивность метода к различным схемам нагружения,используемым для исследования материалов под действием таких импульсов,делает привлекательным применение этого метода для исследования поведенияпроводящих материалов [5, 6].Определяющим для анализа результатов испытания материалов является нетолько знание о его параметрах в статических условия, но и информация опараметрах импульсного воздействия, приводящего к нарушению формы(деформированию)илиразрушениюматериала.Импульсноедавление,формируемое магнитноимпульсным способом, определяемое токораспрелением впроводящих элементах и генерируемым магнитным полем, позволяет проблемуизмерения импульсного давления перевести в задачи выбора геометриимагнитной системы с известным токораспределением и измерения импульсноготока, протекающего в ней.Многофакторность процессов перехода материала из начального вдеформированное или разрушенное состояние требует использования не только6различных схем нагружения, но и изучения этого перехода при различныхуровнях и длительностях воздействия.
Известные способы исследованияматериалов в условия высокоскоростного нагружения позволяют проводитьисследования материалов, например при использовании откольных схемнагружения, при давлениях до нескольких десятков ГПа длительностью отпикосекунд до микросекунд, формируя при этом режимы деформирования соскоростями 105 1/с и более, полученные данные при этом используются дляразработки или верификации уравнений состояния материала. Известные методытестирования наряду с положительными свойствами (широкий диапазонгенерируемых давлений, повторяемость результатов, отработанные методикиизмерения и т.д.) имеют некоторые особенности, связанные с трудностьювыявления параметров давления в зоне разрушения, традиционно определяемыхпо скорости перемещения свободной границы образца.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
