DOI: https://doi.org/10.30977/VEIT.2226-9266.2019.15.0.88

Експериментальне дослідження інструментів «прямого пропускання струму» магнітно-імпульсної обробки металів

Евгений Александрович Чаплыгин, Елена Федоровна Еремина, Светлана Александровна Шиндерук, Александр Алексеевич Коряк, Евгений Евгеньевич Черный

Анотація


Постановка проблеми. Для порівняння теоретично отриманих результатів, модельних і реальних характеристик інструментів «прямого пропускання струму» технології магнітно-імпульсної обробки металів необхідно провести вимірювання характеристик поперечного розподілу струму по поверхні листового металу між контактами підключення реального джерела потужності, а також виміряти інтегральні величини даного сигналу на низьковольтній і високовольтній магнітно-імпульсній установці. Мета. Вимірювання поперечного розподілу лінійної густини імпульсного струму на поверхні листового металу між точковими контактами джерела потужності при різній геометрії їх підключення. Методика. Вимірювання інтегральних характеристик поперечного розподілу струму по поверхні листового металу проводиться між контактами підключення реального джерела потужності ‑ низьковольтної та високовольтної магнітно-імпульсної установки, інтегральні величини визначаються за допомогою обхвату досліджуваної зони поясом Роговского з подальшою інтеграцією отриманого сигналу. Результати Порівняння розрахункових і експериментальних даних показує, що найменший струм концентрується в смузі, ширина якої багато менше відстані між контактами. Таким чином, оцінка мінімально можливих сил притягання за допомогою співвідношення із закону Ампера повинна здійснюватися з усередненим поправковим множником ~0,143. Порівняння теорії і експерименту показує, що в разі зменшення відстані між контактами підключення джерела зростає ступінь поперечної концентрації струму, що протікає. При досить малій відстані (що приблизно дорівнює ширині власне контактів) рівень концентрації може досягати значень 65...80 %. Наукова новизна. Ступінь поперечної концентрації струму, що протікає, щодо центру системи в діапазоні робочих частот 1,8...22 кГц достатньо слабо залежить від його тимчасових характеристик. Рівень поперечної концентрації струму в умовно виділеній смузі, що зв'язує контакти підключення, істотно залежить від співвідношення ширини цієї смуги і поперечних розмірів контактного підключення. Практична значимість. Використання отриманих результатів дозволить створювати нові більш ефективні інструменти «прямого пропускання струму», що працюють в умовах інтенсивного проникнення діючих електромагнітних полів з металами, що мають різни магнітні властивості.


Ключові слова: пряме пропускання струму; лінійна густина; поперечна концентрація; часові характеристики; магнітно-імпульсне притягання; електродинамічні зусилля.


Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Eguia I., Mangas A., Iturbe R., Gutierrez M. A. Electromagnetic forming of longitudinal strengthening ribs in roll formed automotive profiles. ICHSF Proceedings of 4th International Conference on High Speed Forming (COLUMBUS 9 –10 March 2010). 2010. pp.198-207.

Batygin Y., Barbashova M., Sabokar O. Electromagnetic Metal Forming for Advanced Processing Technologies. Springer International Publishing AG. 2018. 93 p.

Welcome to BETAG Innovation. (2012). URL: http://www.betaginnovation.com (дата обращения 2.05.2019).

Mamalis A. G., Manolakos D. E., Kladas A. G., Koumoutsos A. K. Electromagneitc forming and powder processing: trends and developments. Applied Mechanics Reviews. 2004. №57(4). P. 299-324.

Савич А. С., Ивашко В. С., Савич Е. Л. Ремонт кузовов легковых автомобилей. Учебное пособие. Инфра-М. 2014. 320 с.

Thaddeus M. How to restore Classic Car Bodywork: New Updated & Revised Edition. Veloce publ. 2015. 128 р.

Porter L. Classic Car Bodywork Manual: The complete, illustrated step-by-step guide. 5th edition. Porter Pub. Ltd. 2018. 300 p.

Psyk V., Risch, D., Kinsey B. L., Tekkaya A. E., Kleiner M. Electromagnetic forming – A review. Journal of Material Process Technology. 2011. №211, P. 787-829.

Batygin Yu.V., Golovashchenko S.F., Gnatov A.V. Pulsed electromagnetic attraction of sheet metals – Fundamentals and perspective applications. Journal of Materials Processing Technology. 2013. № 213 (3). P. 444–452.

Batygin Yu. V., Golovashchenko S. F., Gnatov A. V. Pulsed electromagnetic attraction of nonmagnetic sheet metals. Journal of Materials Processing Technology. 2014. № 214 (2). P. 390-401.

Яворский Б. М., Детлаф А. А., Лебедев А. К. Справочник по физике: для инженеров и студентов вузов. 8-е изд., переработанное и исправленное. ООО «Издательство Оникс». 2006. 1056 с.

Imbert J. M., Winkler S. L., Worswick M. J., Oliveira D. A., Golovashchenko S. The effect of tool-sheet interaction on damage evolution in electromagnetic forming of aluminum alloy sheet. Journal of Engineering Materials and Technology. 2005. №127(1). P. 369-379.

Бондаренко А. Ю., Финкельштейн В. Б., Гаврилова Т. В. Внешняя рихтовка кузовов автотранспорта с помощью электродинамических систем при прямом пропускании импульсного тока. Вісник НТУ «ХПІ». Харків. 2014. №9(1052). С. 66-72.

References

Eguia I., Mangas,A., Iturbe R., Gutierrez M. A. (2010). Electromagnetic forming of longitudinal strengthening ribs in roll formed automotive profiles. ICHSF Proceedings of 4th International Conference on High Speed Forming (COLUMBUS 9 –10 March 2010), 198-207.

Batygin Y., Barbashova M., Sabokar O. (2018) Electromagnetic Metal Forming for Advanced Processing Technologies. Cham: Springer International Publishing AG.

Welcome to BETAG Innovation. Retrived from: http://www.betaginnovation.com (accessed: 02.05.2019).

Mamalis A. G., Manolakos D. E., Kladas A. G., Koumoutsos A. K. (2004) Electromagneitc forming and powder processing: trends and developments. Applied Mechanics Reviews, 57(4), 299-324.

Savich A. S., Ivashko V. S., Savich E. L. (2014) Remont kuzovov legkovyh avtomobilej. Uchebnoe posobie [Car body repair. Tutorial.] Kiev: Infra-M [in Russian].

Thaddeus M. (2015) How to restore Classic Car Bodywork. New Updated & Revised Edition. Dorchester: Veloce publ.

Porter L. (2018) Classic Car Bodywork Manual. The complete, illustrated step-by-step guide. 5th edition. London: Porter Pub. Ltd.

Psyk V., Risch, D., Kinsey B.L., Tekkaya A.E., Kleiner M. (2011) Electromagnetic forming – A review. Journal of Material Process Technology, 211, 787-829.

Batygin Yu. V., Golovashchenko S. F., Gnatov A.V. (2013) Pulsed electromagnetic attraction of sheet metals – Fundamentals and perspective applications. Journal of Materials Processing Technology, 213 (3), 444–452.

Batygin Yu. V., Golovashchenko S. F., Gnatov A. V. (2014) Pulsed electromagnetic attraction of nonmagnetic sheet metals. Journal of Materials Processing Technology, 214 (2), 390-401.

Javorskij B. M., Detlaf A. A., Lebedev A. K. (2006) Spravochnik po fizike: dlja inzhenerov i studentov vuzov [Physics handbook for engineers and students of universities]. 8-e izd., pererabotannoe i ispravlennoe. Moskva: OOO «Izdatel'stvo Oniks» [in Russian].

Imbert J.M., Winkler S.L., Worswick M.J., Oliveira D.A., Golovashchenko S. (2005) The effect of tool-sheet interaction on damage evolution in electromagnetic forming of aluminum alloy sheet. Journal of Engineering Materials and Technology, 127(1), 369-379.

Bondarenko A.Ju., Finkel'shtejn V.B., Gavrilova T.V. (2014) Vneshnjaja rihtovka kuzovov avtotransporta s pomoshh'ju jelektrodinamicheskih sistem pri prjamom propuskanii impul'snogo toka [External straightening basket of the motor transport by means of electro dynamic of the systems at direct drive pulsed current] Vіsnik NTU «HPІ», 9(1052), 66-72 [in Russian].




All rights reserved 2018 © KhNAHU