Математичне та розрахункове моделювання розповсюдження електромагнітного поля та магніто-пружно-пластичного деформування технологічних систем. Огляд

Abstract

У статті розглянуто стан проблеми стосовно математичного та розрахункового моделювання процесів розповсюдження електромагнітного поля та викликаного їм деформування технологічних систем. Електромагнітне поле є невід’ємним чинником функціонування різноманітних технічних і технологічних систем. Дія електромагнітного поля на тіла та середовища відрізняється в залежності від їх властивостей. У разі дії на електропровідні тіла і середовища основну роль відіграє силовий вплив (завдяки виникаючим електромагнітним силам) та вплив на зміну температури (завдяки виникаючим розповсюдженими джерелам тепловиділення згідно до закону Джоуля-Ленца). Силовий вплив електромагнітного поля використовується у величезній кількості технологічних процесів. Можна відзначити процеси геологічної розвідки (завдяки імпульсам електромагнітного поля), металургійні процеси (тут електромагнітне поле застосовується, наприклад, для перемішування розплавів), обробні процеси. Великий клас обробних технологічних операцій, який має загальну назву електромагнітна обробка матеріалів, використовує електромагнітні сили для незворотної формозміни заготовок завдяки виникненню зон пластичних деформацій. У даному випадку силовій дії піддається як заготовка так і джерело електромагнітного поля – індуктор (соленоїд). При розробці технологічних операцій магнітно-імпульсної обробки вельми необхідно забезпечити як потрібний ступінь деформування заготовки так і працездатність індуктора, яка визначається його міцністю. The article considers the state of the problem in relation to mathematical and computational modeling of the processes of electromagnetic field propagation and the deformation of technological systems caused by it. The electromagnetic field is an integral factor in the functioning of various technical and technological systems. The effect of the electromagnetic field on bodies and continuum differs depending on their properties. In the case of action on electrically conductive bodies and continuum, the main role is played by the force effect (due to the emerging electromagnetic forces) and the effect on temperature changes (due to the emerging common sources of heat dissipation according to the Joule-Lenz law). The force effect of the electromagnetic field is used in a huge number of technological processes. It is possible to note the processes of geological exploration (due to the pulses of the electromagnetic field), metallurgical processes (here the electromagnetic field is used, for example, for mixing melts), processing processes. A large class of machining technological operations, which has the general name electromagnetic forming, uses electromagnetic forces for irreversible shape change of workpieces due to the occurrence of zones of plastic deformation. In this case, both the workpiece and the source of the electromagnetic field - the inductor (solenoid) - are subjected to force action. When developing technological operations for electromagnetic forming, it is very necessary to ensure both the required degree of deformation of the workpiece and the performance of the inductor, which is determined by its strength.