Магнітно-імпульсне розширення трубчастих заготівок за допомогою імпульсів магнітного поля, "зрізаних" керованим вакуумним розрядником

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.13 – техніка сильних електричних та магнітних полів (14 – електрична інженерія) – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021. Дисертація присвячена визначенню форми, параметрів та способу отримання імпульсів зовнішнього магнітного поля, що забезпечують розширення металевої циліндричної трубчастої заготівки за допомогою зовнішнього індуктора. Отримано аналітичні розв’язки задач проникнення "зрізаних" імпульсів зовнішнього магнітного поля в тонкостінну циліндричну металеву заготівку, за допомогою яких зроблено критеріальний аналіз впливу форми імпульсу на електродинамічні зусилля, що діють на заготівку. Експериментально досліджено імовірність появи "зрізаних" імпульсів у розрядному колі магнітно-імпульсної устатковини з керованим вакуумним розрядником. Достовірність отриманих теоретичних та практичних результатів підтверджена експериментами на низьковольтному генераторі імпульсних струмів та виконаними технологічними операціями на основі магнітно-імпульсного розширення циліндричних заготівок за допомогою зовнішнього індуктора. Розроблено практичні рекомендації з визначення параметрів магнітно-імпульсної устатковини з керованим вакуумним розрядником для отримання "зрізаних" імпульсів розрядного струму і виконання технологічних операцій. На спосіб магнітно-імпульсного розширення трубчастих металевих заготовок отримано патент України на корисну модель (Патент України, МПК В21D 26/14. Спосіб магнітно-імпульсного розширення трубчастих металевих заготівок / Коновалов О. Я., Лютенко Л. А., Михайлов В. М.; заявник та власник патенту НТУ "ХПІ". – №72272. Заявл. 15.02.2012. Опубл. 10.08.2012. Бюл. № 15.– 4 с.). Результати роботи використано при виконанні науково-дослідних держбюджетних тем ДР № 0106U001494, № 0109U002401, № 0111U002273 та використовуються у навчальному процесі на кафедрі інженерної електрофізики НТУ "ХПІ" для студентів спеціальності "141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка" в дисциплінах "Розрахунок і проектування магнітно-імпульсних устатковин", "Електрофізичні технологічні устатковини", "Електрофізичні технології", в курсових, дипломних та науково-дослідних роботах.The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of technical sciences on a speciality 05.09.13 – technique of strong electric and magnetic fields (14 - electrical engineering) – National technical university "Kharkiv polytechnic institute" of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2021. Dissertation devoted to determining the shape, dimensions and method for producing pulses of external magnetic field to ensure dilation of the metal cylindrical tube workpiece with an external inductor. Analytical solutions to the problems of penetration of "cut" pulses of the external magnetic field into thin-walled cylindrical metal workpiece are obtained, by means of which a criterion analysis of the influence of the pulse shape on the electrodynamic forces acting on the workpiece is carried out. The probability of the appearance of "cut" pulses in the discharge circuit of magnetic forming installation with a controlled vacuum switch has been experimentally investigated. The reliability of the results obtained was confirmed by experiments on a low-voltage generator of pulse currents and by performing technological operations on a magnetic forming unit based on expanding tubular workpieces using an external inductor. Practical recommendations for finding the parameters of magnetic forming installation with a controlled vacuum switch to obtain "cut" pulses of discharge current and perform the necessary technological operations of expansion of thin-walled metal workpiece by an external inductor are worked out. The method of magnetic-pulse expansion of tubular metal workpieces has a patent of Ukraine for a utility model (Patent of Ukraine, IPC B21D 26/14. Method of magnetic-pulse expansion of tubular metal workpieces / Konovalov O. Ya., Lyutenko L. A, Mikhailov V. M.; applicant and patent owner of NTU "KhPI". - №72272. declared 15.02.2012 Publ. 10.08.2012, Bull. № 15.– 4 p.). The results of work were used in the implementation of scientific topics funded from the state budget DR №0106U001494, № 0109U002401, №0111U002273 at the Department of Engineering Electrophysics and are used in the educational process of the Department of Engineering Electrophysics of NTU «KhPI» for students majoring in "141 - Electrical Energetics, Electrical Engineering and Electromechanics" in the disciplines "Calculation and design of magnetic-pulse equipment", "Electrophysical technological installations", "Electrophysical technologies", as well as in courses, diploma and research works.