автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Магнитно-импульсный (индукционно-динамический) высокоскоростной привод для устройств испытания изделий на ударное воздействие

На правах рукописи

Семенович Мария Львовна

МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ (ИНДУКЦИОННО-ДИНАМИЧЕСКИЙ) ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ПРИВОД ДЛЯ УСТРОЙСТВ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА УДАРНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

Специальность 05.02.02 - машиноведение, системы приводов и детали машин

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владимир - 2003

Работа выполнена во Владимирском государственном университете. Научный руководитель -

кандидат технических наук, доцент Татмышевский К.В. Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Малафеева A.A., Владимирский государственный университет;

кандидат технических наук, доцент Андрианов М.В., ОАО «Владимирский электромоторный завод»

Ведущая организация -

ФГУП ГосНИИЛЦ (полигон) РФ «Радуга» (г. Радужный)

Защита состоится «24» сентября 2003 г. в_часов на заседании

диссертационного совета Д 212. 025.05 во Владимирском государственном университете по адресу: 600000, г. Владимир, ул. Горького, д.87.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВлГУ.

Автореферат разослан «_»_2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совет доктор технических наук, профессор

(Г

2.003-А

Общая характеристика проблемы

Актуальность темы. Высокоскоростные ударные нагрузки представляют собой внешние механические воздействия, характерной особенностью которых являются малая длительность импульса ударного давления и высокий уровень механических напряжений, возникающих в испытываемом изделии. Именно сочетание большой амплитуды и малой длительности воздействия приводит к тому, что обычные материалы в таких условиях ведут себя необычным образом. В связи с этим в процессе проектирования и опытной отработки изделий возникает проблема проведения высокоскоростных ударных испытаний, причем желательно, чтобы эти испытания можно было реализовать в условиях обычной испытательной лаборатории.

Для проведения высокоскоростных ударных испытаний возникает необходимость ускорения твердых тел до высоких скоростей. Воспроизведение высокой скорости нагружения является основным требованием соответствия условий испытаний условиям эксплуатации. Другими требованиями адекватности являются выполнение индентора из материала с такими же физико-механическими свойствами, что и в реальных условиях; соответствие характерных геометрических размеров индентора реальным условиям.

В настоящее время для таких испытаний используются высокоскоростные импульсные приводы — рельсовые ракетные треки, пороховые и взрывные ускорители. Однако их применение чрезвычайно дорого, требует специального оборудования, долгого времени подготовки и обработки информации. Длина разгона индентора достигает нескольких сот метров в ракетных треках и нескольких метров в пороховых приводах. Кроме того, применение таких приводов создает в зоне испытания сложные экологические условия.

От многих из перечисленных недостатков свободен метод магнитно-импульсного метания с использованием индукционно-динамического привода. Привод представляет собой спиральную катушку - индуктор, которая индуктивно связана с метаемым телом, выполненным в форме пластины или стержня. Через катушку пропускается импульсный ток. Генератором импульсного тока может быть либо емкостный, либо индуктивный накопитель.

Вопросами физики и техники получения сильных магнитных полей и применения их для метания проводящих тел занимались научные коллективы под руководством П.Л. Капицы, Г. Кнопфеля, Г.А. Шнеерсона, В.Н. Бондалетова и др.

Применение магнитно-импульсного привода обеспечивает эффективное метание инденторов типа пластин, стержней, дисперсных частиц с помо-

щью плоских поддонов. Метание тел плоской формы при испытаниях является наиболее актуальной задачей, т.к. к процессу соударения объектов с плоской преградой может быть сведена существенная часть испытаний изделий. Формирование эрозионных воздействий мелкодисперсных метеорных и техногенных частиц реализуется с помощью плоских поддонов с нагруженными частицами.

Анализ особенностей работы магнитно-импульсного привода показал, что его применение позволяет проводить целый комплекс испытаний на ударную прочность, ударную устойчивость, высокоскоростное деформирование различных материалов и изделий машиностроения в лабораторных условиях. При этом значительно повышается степень воспроизводимости условий испытаний, улучшаются экологические условия в зоне испытаний за счет бесшумности работы и отсутствия продуктов горения и взрыва, достигается достаточно высокая производительность испытаний порядка 1 испытания в минуту. Габаритные размеры испытательного стенда также могут быть уменьшены за счет того, что привод обеспечивает малый путь разгона индентора до заданной скорости.

Актуальность работы включением этого направления работ в межотраслевую научно-техническую программу «Научно-инновационное сотрудничество», проводимую Министерством образования РФ совместно с Министерством обороны РФ.

Целью диссертационной работы является создание научно-обоснованных методов моделирования, расчета и проектирования магнитно-импульсных метательных устройств. Для достижения поставленной цели, в работе необходимо решить следующие задачи:

1. Анализ физических процессов, протекающих при магнитно-импульсном метании проводящих тел для выявления факторов, влияющих на конечную скорость метания, определения степени и характера влияния этих факторов.

2. Разработка математической модели магнитно-импульсного привода, адекватно описывающей процесс ускорения. Целью математического моделирования является возможность определения напряжения заряда емкостного накопителя, необходимого для получения заданной скорости метания индентора с заданными физическими свойствами и габаритными размерами.

3. Разработка и алгоритмизация инженерной методики расчета параметров магнитно-импульсного привода, ориентированной на инженера-конструктора.

4. Анализ влияния физических и конструктивных параметров привода на конечную скорость метания и к. п. д.

5. Исследование возможности повышения скорости метания без увеличения энергоемкости емкостных накопителей.

6. Разработка и изготовление конструкции магнитно-импульсного привода, проведение его экспериментального исследования с целью проверки адекватности разработанной математической модели.

7. Экспериментальное исследование работы магнитно-импульсного привода в устройствах испытания изделий на различные ударные воздействия.

Используемые в работе методы исследования основаны на применении

теории электродинамики движущихся тел, электромагнитного поля, теоретических основ электротехники, методов вычислительной математики,

теории вероятностей и математической статистики.

Научная новизна

1. Разработана инженерная методика расчета параметров магнитно-импульсной метательной установки, ориентированная на инженера-конструктора.

2. Уточнена математическая модель процесса магнитно-импульсного ускорения с учетом влияния величины скин-слоя метаемого диска.

3. Разработано программное обеспечение, позволяющее провести подробный анализ процесса ускорения и определить влияние основных конструктивных параметров привода на конечную скорость метания и к.п.д.

4. Разработан метод повышения скорости метания за счет удержания метаемого тела в исходном положении в течение определенного времени от начала разряда.

5. Экспериментально исследована установка для испытания изделий на ударные нагрузки, возникающие в оболочках при пробитии тонких листовых преград.

Практическая ценность работы

1. Разработаны программные средства, позволяющие для заданных условий испытаний определить скорость соударения индентора с исследуемым объектом, к. п. д. процесса при заданных параметрах магнитно-импульсного привода.

2. Определены факторы, влияющие на диапазон воспроизводимых скоростей метания индентора. ,

3. Разработана и апробирована экспериментальная магнитно-импульсная установка для проведения ударных испытаний материалов и изделий машиностроения.

4. Предложены практические рекомендации по выбору конструктивных и энергетических параметров магнитно-импульсного привода и характеристик метаемого тела.

Реализация и внедрение Разработанные методики расчета и проектирования, методики и результаты лабораторных испытаний макетов изделий внедрены в ФГУП НИИ «Поиск» (СПб) и ФГУП ГосНИИЛЦ (полигон) РФ «Радуга» (г. Радужный).

Материалы диссертационной работы использовались в госбюджетных НИР «Магнитно-импульсные метательные устройства для систем активной защиты объектов, испытания боеприпасов и средств индивидуальной защиты» (код проекта 06.01.055) межотраслевой научно-технической программы «Научно-инновационное сотрудничество», организованной Министерством образования РФ совместно с Министерством обороны РФ и «Механолюминесцентные (светогенерационные) сенсорные элементы для современных информационно-измерительных технологий» (код проекта 06.01.079) научно-технической программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и технике» Апробация результатов работы Основные положения работы докладывались и обсуждались:

1. на XXVI Международной научной конференции «Гагаринские чтения» (г. Москва, 2000 г.);

2. Международной научной конференции «Современные информационные технологии в образовательном процессе и научных исследованиях» (г. Шуя, 2000 г.);

3. III Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты и безопасности» (г. Санкт-Петербург, 2000 г.);

4. IV Международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» (г. Владимир, 2000 г.);

5. VII Ежегодной Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2001 г.);

6. II Международной научно-практической конференции «Математическое моделирование в науке, образовании и промышленности» (г. Тирасполь, 2001 г.);

7. V Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии и электроника» (г. Екатеринбург, 2001 г.);

8. VII Всероссийской научной конференции студентов физиков и молодых ученых (г. Санкт-Петербург, 2001 г.).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Функциональные схемы устройств для испытаний изделий на ударные воздействия с применением магнитно-импульсного привода.

2. Результаты анализа процессов, протекающих в разрядном контуре магнитно-импульсного привода

3. Математическая модель магнитно-импульсного привода, особенности ее построения и результаты ее исследования.

4. Предложенный метод повышения скорости метания за счет удержания метаемого тела в исходном положении в течение определенного времени от начала разряда.

5. Результаты экспериментального исследования магнитно-импульсного привода установки для испытания изделий на ударные нагрузки, возникающие в оболочках при пробитии тонких листовых преград.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 3 научных статьи и 8 тезисов докладов; зарегистрирован в ВНИИТЦ 1 научно-технический отчет по госбюджетной НИР в рамках МНТП.

Объем и структура работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 122 наименований и приложений. Основное содержание работы изложено на 141 странице, содержит 44 рисунка, 13 таблиц.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи диссертации, научная новизна, практическая значимость исследования.

Первая глава посвящена исследованию современного состояния науки и техники по вопросу высокоскоростного магнитно-импульсного привода. Приведен анализ литературных источников, посвященных методу магнитно-импульсного ускорения макротел. Выделены публикации, касающиеся вопросов изучения и получения сильных импульсных магнитных полей в системах с соленоидом и накопительным конденсатором, вопросов построения различных математических моделей привода

Показано, что наиболее широкое применение магнитно-импульсный привод нашел в технологии обработки металлов давлением для выполнения операций сборки, листовой штамповки, сварки и т.п. В главе приведены наиболее распространенные схемы обработки металлов давлением импульсного магнитного погся, проведен их краткий анализ.

Приведен анализ существующих схем ускорителей с различными источниками импульсной энергии. Показано, что магнитно-импульсный привод позволяет сообщать телам достаточно большой массы (десятки, сотни грамм) скорости порядка 0,1...5 км/с. При этом магнитно-импульсное метание проводящих тел по своим показателям выгодно отличается от аналогичных устройств особенно при решении задач высокоскоростного нагру-жения изделий и конструкций машиностроения.

Во второй главе проводится подробный анализ физических процессов, протекающих при магнитно-импульсном метании проводящих тел. Показано, что любой генератор сильных импульсных магнитных полей описывается известной из физики системой уравнений Максвелла:

'тotH = J+дD/дt, (1)

тоЬЕ = - дВ'ди (2)

сНУЯ = 0, (3)

(4)

где Н - напряженность магнитного поля; J— плотность электрического тока; £> - электрическое смещение; Е - напряженность электрического поля; В - магнитная индукция; р/- плотность свободных зарядов.

Исходя из анализа системы (1) - (4), задача получения импульсного магнитного поля сводится, во-первых, к созданию источников мощных электрических токов, а во-вторых, необходимо иметь специальное устройство, внутри которого создается сильное импульсное магнитное поле при прохождении через него импульсного тока.

Схема метода магнитно-импульсного ускорения тел приведена на рис. 1. От зарядного устройства заряжается батарея конденсаторов 1. С помощью коммутирующего устройства 2 заряженная батарея конденсаторов подсоединяется к обмотке катушки индуктора 3. Конденсаторы в течение очень короткого времени разряжаются на спиральную обмотку индуктора. Во время разряда по виткам индуктора протекает мощный импульс разрядного тока. В окрестности индуктора, где установлен индентор 4, в каждой точке пространства создается сильное импульсное магнитное поле, напряженность которого зависит от взаимного расположения индуктора индентора, величины и частоты разрядного тока.

Из теории электромагнетизма известно, что магнитное поле во внесенном в него контуре индуцирует вихревой электрический ток. При больших скоростях нарастания напряженности поля в течение короткого промежутка времени и при высокой электропроводности метаемого тела индуцированный электрический ток концентрируется большей частью у его поверхности. Это явление получило название скин-эффекта, а слой проводника, в котором течет индуцированный ток, называется, соответственно, скин-

Рис. 1

слоем. Толщина скин-слоя зависит от частоты подведенного тока и физических постоянных материала и определяется соотношением:

где у - абсолютная магнитная проницаемость и удельная проводимость материала проводника; со - частота подведенного тока.

В результате взаимодействия импульсного магнитного поля и наведенного вихревого тока возникают интенсивные электромагнитные силы, которые вынуждают метаемое тело отталкиваться от индуктора с высокой скоростью. Известно, что электромагнитная сила, действующая на внесенный в магнитное поле проводник с током, имеет две составляющие - аксиальную и радиальную, обусловленные наличием одноименных составляющих магнитного поля. При этом радиальная сила направлена вдоль радиуса катушки индуктора перпендикулярно оси симметрии системы и стремится деформировать диск и витки индуктора в радиальном направлении. Аксиальная сила направлена по оси симметрии системы, сжимает катушку индуктора и вызывает ускорение диска в аксиальном направлении. Соотношение этих составляющих определяет траекторию движения ин-дентора.

Третья глава посвящена вопросам математического моделирования магнитно-импульсного ускорения проводящих тел.

На процесс ускорения проводника в импульсном магнитном поле влияет целый ряд факторов: габаритные размеры и число витков индуктора,

емкость накопительных конденсаторов, зарядное напряжение, начальный зазор между индуктором и индентором и т.п. С целью предварительной оценки влияния этих факторов получена математическая модель, построенная на основе теории электрических цепей, в этом случае каждый элемент системы «индуктор - индентор» представляется в виде последовательного соединения активного сопротивления и индуктивности (рис. 2). Электрическая связь контуров определяется коэффициентом взаимной индуктивности. На основе теории электрических цепей разработана аналитическая математическая модель. Она представляет собой систему интегро-дифференциальных уравнений, характеризующих электромагнитные, механические и тепловые явления, протекающие при магнитно-импульсном ускорении проводящего тела.

9

С учетом допущений математическая модель процесса ускорения проводников в импульсном магнитном поле будет представлять собой следующую систему:

Г т> • . <1М т Ж. 1 'г. 1 «

Н.г, +М—- + «,-+ £,—1- + — \иЖ = 0, (5)

11 Ж Ж А С;

<

+Л/—+ -+ ¿, —- = 0, (6)

Ж Ж ж /

/г2 = л20 + р|;22л2л, (7)

¿Г* .. АМ

т—г- = г./,-

Ж 12 Ах

о

1-е 6

(8)

где Л), ¿|, /1, С - активное сопротивление, индуктивность, ток и емкость разрядного контура соответственно; Я2, Н - активное сопротивление, индуктивность и ток контура метаемого тела соответственно; М- взаимная индуктивность контуров; х - аксиальная координата ускоряемого проводника; т,к- масса и толщина метаемого диска; 5 - толщина скин-слоя диска; (3 - коэффициент, учитывающий теплораспределение и зависящий от физических и конструктивных параметров метаемого тела; / - время.

Взаимная индуктивность М является сложной функцией геометрии системы. В случае плоской системы «индуктор - ускоряемый проводник» с осевой симметрией может быть принята следующая аппроксимация:

М = Мйел\

где - средний диаметр катушки индуктора; А - величина, зависящая от а - отношения толщины катушки индуктора и его среднего диаметра.

Такая аппроксимация подчеркивает, что этот параметр меняется в процессе вылета тела из поля индуктора, и именно в первый полупериод разрядного тока, так как это самый эффективный режим с точки зрения больших скоростей.

Уравнение (8) является основным и описывает закон аксиального движения проводящего тела в импульсном магнитном поле под действием электромагнитной силы отталкивания, которая является следствием возникновения между индуктором и ускоряемым проводником магнитного давления.

Анализ математической модели (5) - (8) позволяет определить все параметры движения проводника: ускорение, скорость, перемещение и, следовательно, оптимальный путь разгона и массу проводника при заданных параметрах системы «индуктор - метаемый проводник», а также рассчитать кривые разрядного тока в цепи индуктора и наведенного тока в цепи

—1- —1— -(— -I—I- —1- -4--i---1

тЛ —1- —1— -I— -I—I- —1- -4--f---1

7—1 —1- —!— -у ---1- —1- - +--)---1

[— v-i- -т- -V—1- —1- /^i--1

---1- -T-J Г1— -rVi- —Г/ ГТ--ТЛГ1

" "1 л 1 / 1 ~i—Чу 7 Г

" "1 1 14 1 I 1 1 Г | | "1 ! Г Г—1 1 ! 1

10 20 30 10 50 60 70 80 90 t, MKL

---1- "Г ■ 1 I "7 7" ' 1 Г 7 7

J——I—h—-I—I---1—I

1___,___L__1__I___I__J

1---1---1---Г—1---1---1---1

I---1---1---1.--4---1---1---I

4-4-+-+4-4-+-+Ч

I—f—1---1---1—Y—1—,---1—I

-I —I—I—1 — 1—I—I—I I I I I I I I I

"7—Г—I---1—7—Г—I---1—7

—*—i---1---1—-t—1---1---)—4

LI_I_1_I_I 1,1_I_I_I

JO 40 50 60 70 80 ад t, мкс

метаемой пластины». Типичные кривые, получаемые при моделировании магнитно-импульсного привода, приведены на рис. 3.

Процессу математического моделирования магнитно-импульсного метания предшествует расчет основных параметров магнитной системы, оказывающих наибольшее влияние на процесс ускорения. Расчет проводится по методике, разработанной с использованием расчетной схемы «индуктор - метаемый проводник». Исходными данными для расчета являются напряжение заряда и емкость накопительных конденсаторов, начальный зазор между индуктором и метаемым телом, а также геометрические размеры индуктора и индентора, обозначенные на рис. 4.

На основе исходных данных производится расчет основных конструктивных и электрических параметров магнитно-импульсного привода, необходимых для проведения математического моделирования процесса магнитно-импульсного метания. ,

С целью упрощения моделирования процесса, в среде DELPHI разработана программа, которая на основе введенных пользователем необходимых начальных данных, осуществляет расчет параметров магнитно-импульсной системы и проводит анализ Математической модели процесса магнитно-импульсного метания. Результатом выполнения программы являются кривые перемещения, скорости и ускорения метаемого тела, а Рис. 3 также графики изменения токов в це-

пях индуктора и индентора. Таким образом, методика расчета параметров магнитно-импульсной системы и разработанная на ее основе программа освобождает пользовате-

М I, МКС

f--1---Н

т

—f—н---1---1---1_

I I _| _ I__I I

"7—Г—I---1---1 — Т

-4 — -I-—I---1---1—+-

-4-4-4-+-1-4-

-4—^---1---1---1—+—

I I I I__I I

-7 — Т—I---1---1—Т~

-4--Н---1---1---1--4-

4—7—Г-+-+4--Г—Г"1

4—^—|---1—1—+—|---1---1

''I'll—I

I I

-|—I -I----1

1--+Ч

I—I—I I I I ] 1 I

I---1---1

I

30

90 I. МКС

Рис.4

ля от необходимости выполнения большого объема дополнительных вычислений и позволяет легко оценить влияние основных конструктивных и

физических параметров индуктора и метаемого тела, вводимых пользователем, на эффективность процесса ускорения. Кроме того, разработанная программа позволяет выявить характер зависимости скорости метаемого тела от различных факторов - напряжения заряда и емкости накопительного конденсатора и массы метаемого тела. Эти зависимости, представленные графически, позволяют пользователю наглядно оценить влияние указанных параметров на скорость метаемого тела и выбрать их оптимальные значения для получения максимальной скорости метания индентора для каждого конкретного случая.

Очевидно, что конечная скорость метания тел напрямую зависит от энергоемкости установки. Однако при ускорении тел малых масс может возникнуть ситуация, когда увеличение зарядного напряжения не приводит к значительному увеличению скорости. Это вызвано тем, что ускоряемое тело вылетает из зоны индуктивной связи раньше достижения максимального значения магнитного давления, следовательно, часть энергии, накопленной устройством, расходуется вхолостую. С учетом этого, было выдвинуто предположение о возможном увеличении скорости метания при введении ступенчатой функции начального удержания метаемого диска:

-2*^ (10)

т-

<1 х Ш2 ''

М,

ам

ск

1-

В результате проведенного исследования математической модели на предмет подтверждения выдвинутого предположения, были получены замости конечной скорости мстйпия диска от отношения времени На.-

чального удержания /уд к времени достижения первого максимума разрядного тока tm (см. рис. 5).

(Л/. м/с 80

60

40

20

0

Ш О 0 25 О 5 0 75 1уЛт

> 1 Рис. 5

Четвертая глава посвящена описанию экспериментальной магнитно-импульсной установки и методике проведения экспериментов.

Для экспериментальной проверки адекватности предложенной математической модели метода магнитно-импульсного метания макротел разработан опытный образец установки, предназначенной для проведения комплексных испытаний изделий и конструкционных материалов различного назначения на ударные воздействия. Основной частью установки является магнитно-импульсный привод. Схематично конструкция магнитно-импульсной метательной установки (МИМУ) показана на рис. 6.

1 - объект испытаний

2 -поддон.

3 - метаемые тела,

4 - узел индуктора,

5 - батарея накопительных

конденсаторов,

6 - устройство заряда,

7 • пульт дистанционного

управления, в - блок управления,

9 - игнитронный разрядник,

10 - цифровой измеритель

скорости.

11 - выносной узел

измерителя скорости

Рис.6

МИМУ представляет собой комплекс устройств, включающий следующие компоненты:

- силовой блок: высоковольтный выпрямитель, батарея накопительных конденсаторов, игнитронный вакуумный разрядник, блок управления;

<

.......у .....— _ . . \"Ч..... . Г...';,,

V Л

V ^

- съемный блок индуктора: плоская катушка из провода прямоугольного сечения, укрепленная на держателе из изоляционного материала;

- пульт дистанционного управления;

- регистрирующую аппаратуру: бесконтактный измеритель скорости, блок фоторегистрации процесса соударения, систему датчиков для измерения параметров соударения.

Перед пуском метаемый диск устанавливается соосно по центру индуктора. После приведения в готовность регистрирующей аппаратуры, по команду с пульта дистанционного управления батарея конденсаторов заряжается до требуемого напряжения. Затем с блока управления подается поджигающий импульс на коммутирующее устройство, которое при срабатывании замыкает разрядную цепь. Происходит разряд накопителя на индуктор, и в окружающем индуктор пространстве возникает импульсное магнитное поле. В результате взаимодействия вихревых токов, наведенных в метаемом проводнике, с импульсным магнитным полем индуктора возникает магнитное давление, ускоряющее до требуемой скорости метаемый элемент. Ускорение элемента происходит на участке длиной несколько миллиметров, затем он летит свободно до встречи с преградой.

В зависимости от конкретного применения установка позволяет метать самые различные элементы как традиционных, так и нетрадиционных форм. При этом метаемые объекты могут быть изготовлены как из проводящих, так и непроводящих материалов. В последнем случае, а также при метании группы элементов, используются плоские поддоны из проводящих материалов. Поддон с наполнителями разгоняется до требуемой скорости, затем тормозится отсекающим устройством, а элементы, расположенные на поддоне,-продолжают двигаться свободно с приобретенной скоростью до встречи с объектом испытаний.

Для проверки полученных в результате математического моделирования результатов и исследования динамики ускорения проведены эксперименты по ускорению алюминиевых дисков (марки Д16Т) толщиной 1...5 мм диаметрами 30 мм, 72 мм и 120 мм. Для экспериментов использовался емкостный накопитель емкостью 50 мкФ с максимальным напряжением заряда 10 кВ. При испытаниях на ударное нагружение в качестве испытываемых образцов применялись две спецсборки диаметром 35 и 70 мм. Для регистрации параметров процесса ускорения использовался комплекс аппаратуры, состоящий из цифрового измерителя скорости УИС-3 и фоторе-гистрирующего устройства. Измерение скорости полета индентора осуществлялось бесконтактным методом по времени прохождения индентора двух световых барьеров с помощью измерителя скорости УИС-3.

На рис. 7 приведена расчетная зависимость скорости индентора от напряжения накопителя и усредненные результаты экспериментальных дан-

ных. Теоретическое и экспериментальное исследование проводились для пластины диаметром 32 мм, толщиной 1.5 мм, выполненной из материала Д16Т. Незначительное расхождение расчетных данных с экспериментальными подтверждает адекватность разработанной математической модели привода.

Рис.7

Регистрация процесса соударения метаемого диска со спецсборкой проводилась фотографической съемкой в отраженном свете (длительность вспышки 1 мкс) и устройством СФР в проходящем свете.

На рис. 8-9 показаны последовательные стадии встречи метаемого диска со спецсборкой, полученные разными методами фоторегистрации.

Рис. 8 Рис. 9

На рис. 8 показана фотография процесса движения метаемой пластины до встречи с преградой, полученная методом хронофотографии (в отраженном свете). Из рисунка видно, что движение пластины происходит практически плоско-параллельно.

На рис. 9 приведена серия фотографий, полученных с помощью устрой-

15

ства СФР в проходящем свете, на которых отчетливо прослеживаются этапы образования характерных для высокоскоростного пробития преграды тонкой пластиной закраин - «лепестков», образованных боковыми стенками пробоины. Основные стадии пробития пластины в опыте подобны реальному процессу пробития тонкой преграды, что подтверждает возможность применения для проведения ударным испытаний объектов методом обращенного пуска.

Основным условием подобия обращенных испытаний натурным является равенство скоростей встречи. Разработанная метательная установка МИУ-2К позволяет производить метание пластин толщиной 0,5...5 мм и диаметром 50. ..120 мм до скоростей 50...1000 м/с. Скорость метания пластины во многом зависит от электрофизических характеристик материала, размеров и взаимной ориентации пластины и индуктора. Наиболее эффективно происходит ускорение пластин из алюминиевых сплавов, хуже - из меди, титана, стали.

В заключении представлены основные результаты работы:

1. Проведен анализ известных конструкций приводов установок для ударных испытаний, на основе которого выявлены основные достоинства и недостатки этих приводов, а также сформулированы основные требования к ним.

2. Рассмотрены особенности применения магнитно-импульсных приводов в установках для проведения ударных испытаний изделий машиностроения. Установлено, что применение такого привода позволит существенно повысить ^ воспроизводимость условий испытаний, уменьшить габариты испытательных стендов, улучшить экологические условия в зоне проведения испытаний.

3. Дополнена математическая-.модель магнитно-импульсного привода с учетом условия глубокого проникновения импульсного магнитного поля в толщу ускоряемого проводника. Исследовано влияние различных конструктивных и энергетических параметров магнитно-импульсного привода на ускорение, скорость, перемещение и, следовательно, путь разгона индентора.

4. Разработана методика инженерного расчета электрических параметров магнитно-импульсного привода. Метод расчета позволяет с достаточной степенью точности определить основные параметры привода на основе наиболее распространенных исходных данных (зарядного напряжения, габаритных размеров индуктора, массы индентора и т.д.) с использованием минимального числа экспериментальных коэффициентов, эмпирических формул, графических данных.

5. Разработан программный продукт, предназначенный для упрощения анализа процессов, протекающих при магнитно-импульсном метании

проводящих тел. Программа реализована в интегрированной среде разработки DELPHI, обеспечивает интерактивный режим работы с пользователем и позволяет получить значения перемещения, скорости метаемого тела и импульса тока как в разрядном контуре, так и контуре пластины в зависимости от времени.

6. Исследована возможность повышения конечной скорости метания за счет удержания метаемого тела в исходном положении в течение определенного времени от начала разряда. Установлено, что за счет удержания пластины в течение времени (0.5...0.7)tm можно получить прирост скорости порядка 10%. Приведены условия получения и зависимости прироста скорости от времени удержания и энергетических параметров магнитно-импульсного привода.

7. Разработаны функциональные схемы испытательных устройств с магнитно-импульсными приводами, предназначенных для проведения высокоскоростных ударных испытания с широким набором типов воспроизводимых ударных нагрузок в лабораторных условиях.

8. Разработаны конструкция и принципиальная схема магнитно-импульсного привода установки для ударных испытаний изделий, проведены лабораторные исследования привода, которые позволили определить влияние конструктивных параметров на скорость метания и получить реальную оценку возможности применения привода.

9. Методом физического моделирования подтверждены основные положения теории и правильность разработанной методики расчета скорости метания и конструктивных параметров магнитно-импульсного привода.

10. Разработана лабораторная установка для высокоскоростных ударных испытаний на основе магнитно-импульсного привода, позволяющая методом обращенного пуска испытывать изделия в условиях воздействия ударных нагрузок, возникающих в оболочках при пробитии тонких листовых преград в диапазоне скоростей от 0.1 до 2 км/с.

В приложении приведены листинги основных модулей разработанного программного продукта, электрические принципиальные схемы отдельных элементов магнитно-импульсной метательной установки.

Список публикаций

1. Магнитно-импульсная установка для исследований на ударные воздействия I М.Л. Семенович (Телянина) II Сб. тез. док. междунар. молодежной науч. конф. «XXVI Гагаринские чтения». - М., 2000. - Т.2. -с. 202-203.

2. Математическое моделирование работы магнитно-импульсной уста-

новки / M.JI. Семенович (Телянина), K.B. Татмышевский // Сб. тез. док. междунар. науч. конф. «Современные информационные технологии в образовательном процессе и научных исследованиях». - Шуя, 2000.-с. 43-45.

3. Магнитно-импульсные метательные установки в технике обеспечения защиты и безопасности / M.J1. Семенович (Телянина), К.В. Татмышевский, С.Н. Марычев // Сб. тез. док. III Всеросс. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы защиты и безопасности». - СПб, 2000. - с. 15 - 16.

4. Магнитно-импульсная установка для испытания средств индивидуальной защиты / M.JI. Семенович (Телянина), К.В. Татмышевский // Сб. тез. док. IV Междунар. науч.-техн. конф. «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии».- Владимир, 2000. - с. 12-15.

5. Высокоскоростной магнитно-импульсный привод / M.JI. Семенович (Телянина) // Сб. тез. док. VII Ежегодной Междунар. науч.-техн. конф. «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». - Москва, 2001. -с. 31-32.

6. Математическое моделирование высокоскоростного магнитно-импульсного Привода / M.JI. Семенович (Телянина), М.А. Каляев // Материалы II Междунар. науч.-практ. Конф. «Математическое моделирование в науке, образовании и промышленности» (г. Тирасполь, 2001). - http://www.sutd.ru/mm2001 (10.12.2002).

7. Расчет параметров магнитно-импульсной системы / M.JI. Семенович (Телянина) // Сб. тез. док. V Всеросс. студенческая науч.-техн. конф. «Информационные технологии и электроника». - Екатеринбург, 2001. - с. 31.

8. Магнитно-импульсные установки для проведения ударных испытаний / M.JI. Семенович (Телянина) // Материалы 7-й Всеросс. науч. конф. студентов физиков и молодых ученых (СПб, 2001). -http://www.phys.spb.ru/Science/Conf/VNKSF7 (12.02.2002).

9. Воспроизведение в лабораторных условиях процесса пробития тонких преград / M.JI. Семенович (Телянина), К.В. Татмышевский // Актуальные проблемы развития автономных информационных и управляющих систем на основе высокоэнергетических конденсированных материалов в XXI зеке. - СПб.: ООО «Книга», 2002. - с. 188 - 191.

10. Математическое моделирование процессов магнитно-импульсной обработки металлов / M.JI. Семенович // Математические методы в технике и технологиях / Под общ. ред. B.C. Балакирева. - Ростов н/Д: РГАСХМ ГОУ, 2003. - Т.5. - с. 174 - 175.

11. Магнитно-импульсные метательные устройства для испытаний боеприпасов и для систем активной защиты объектов / M.JI. Семенович, К.В. Татмышевский / Материалы общеросс. науч.-техн. конф. «Первые Рдултовские чтения». - СПб: «Военмех», 2003. - с. 56 - 63.

ЛР № 020275. Подписано в печать 01.08.03. Формат 60x84/16. Бумага для множит, техники. Гарнитура Тайме. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,16. Уч.-изд. л. 1,24. Тираж 100 экз.

Заказ 2 6Я О ОЗг. Редакционно-издательский комплекс Владимирского государственного университета. 600000, Владимир, ул. Горького, 87.

$ 13 7 9 5

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ НАУКИ И ТЕХНИКИ ПО ВОПРОСУ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО МАГНИТО-ИМПУЛЬСНОГО ПРИВОДА

1.1 Общие замечания.

1.2 Магнитно-импульсная обработка металлов давлением.

1.3 Проведение экспериментальных исследований поведения различных материалов при импульсном воздействии.

1.4 Применение магнитно-импульсного привода в других областях современной техники.

ГЛАВА 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УСКОРЕНИЯ ПРОВОДЯЩИХ ТЕЛ В ИМПУЛЬСНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

2.1 Основные уравнения теории магнетизма.

2.2 Получение импульсных магнитных полей в системах с конденсаторными накопителями энергии.

2.3 Понятие вектор-потенциала магнитного поля.

2.4 Методика расчета импульсного магнитного поля в зазоре индуктор - метаемый диск на поверхности проводника.

2.5 Электромагнитные процессы, протекающие в метаемом теле.

2.6 Давление импульсного магнитного поля.

2.7 Электромеханические силы, действующие на индуктор.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОГО ПРИВОДА

3.1 Обзор методов расчета магнитно-импульсного привода.

3.2 Описание математической модели магнитно-импульсного привода.

3.3 Методика расчета параметров магнитно-импульсного привода.

3.4 Описание программы математического моделирования магнитно-импульсного привода.

3.5 Результаты математического моделирования магнитно-импульсного привода.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОГО ПРИВОДА

4.1 Общее описание магнитно-импульсной установки МИУ-К.

4.2 Силовой блок опытного образца МИУ-2К.

4.3 Блок индуктора.

4.4 Метаемое тело (индентор).

4.5 Методика проведения эксперимента.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

Диссертационная работа «Магнитно-импульсный (индукционно-динамический) высокоскоростной привод для устройств испытания изделий на ударное воздействие» посвящена проблеме эффективного ускорения твердых тел до высоких скоростей с использованием магнитно-импульсного привода в целях воспроизведения в лабораторных условиях высокоскоростных ударных нагрузок, действующих на различные изделия машиностроения при их эксплуатации.

Высокоскоростные ударные нагрузки представляют собой внешние механические воздействия, характерной особенностью которых является, во-первых, малая длительность импульса ударного давления и, во-вторых, высокий уровень механических напряжений, возникающих в испытываемом изделии. Такие воздействия характерны для условий эксплуатации материачов и изделий аэрокосмической, оборонной, горной техники. Именно сочетание большой амплитуды и малой длительности воздействия приводит к тому, что обычные материалы в таких условиях ведут себя необычным образом. В связи с этим в процессе проектирования и опытной отработки изделий возникает проблема проведения высокоскоростных ударных испытаний, причем желательно, чтобы эти испытания можно было реализовать в условиях обычной испытательной лаборатории.

При проведении высокоскоростных ударных испытаний возникает необходимость обеспечения соответствия условий испытаний реальным условиям эксплуатации. Как отмечено в работе [1], основными требованиями адекватности испытаний реальным условиям являются:

1) воспроизведение высокой скорости нагружения исследуемого изделия;

2) выполнение индентора из материала с теми же физико-механическими свойствами, что и в реальных условиях;

3) соответствие эквивалентных характерных геометрических размеров индентора реальным условиям.

Для воспроизведения высоких скоростей нагружения в настоящее время используются высокоскоростные приводы - рельсовые ракетные треки, пороховые и взрывные ускорители. Однако их применение чрезвычайно дорого, требует специального, иногда одноразового оборудования, долгого времени подготовки и обработки информации. Длина разгона метаемого тела достигает нескольких сот метров в ракетных треках и нескольких метров в пороховых приводах. В таких приводах сложно реализовать метание тел в форме пластины относительно большого диаметра и малой толщины. Кроме того, применение приводов с использованием порохов, ракетных топлив и ВВ создает в зоне испытания опасные условия для работы персонала и оборудования.

От многих из перечисленных недостатков свободен метод магнитно-импульсного метания с использованием индукционно-динамического привода. Такой привод представляет собой спиральную катушку — индуктор (плоской или цилиндрической формы), которая индуктивно связана с метаемым телом, выполненным соответственно в форме пластины или стержня. Через катушку пропускается импульсный ток. Генератором импульсного тока может быть либо, заряженный конденсатор, либо индуктивный накопитель. Принцип действия магнитно-импульсного привода основан на известном физическом законе Био-Савара-Лапласа, суть которого заключается в возникновении мощных электромагнитных сил при внесении в магнитное поле проводника с током.

Вопросами физики и техники получения сильных магнитных полей и применения их для метания проводящих тел занимались научные коллективы под руководством П.Л. Капицы, Г. Кнопфеля, Г.А. Шнеерсона, В.Н. Бондалетова и др.

Применение магнитно-импульсного привода обеспечивает эффективное метание инденторов типа пластин, стержней, мелкодисперсных частиц, имитирующих пыль, песок, град с помощью плоских поддонов. Метание тел плоской формы при испытаниях является наиболее актуальной задачей, т.к. к процессу соударения объектов с плоской преградой может быть сведена существенная часть испытаний изделий. Формирование эрозионных воздействий мелкодисперсных метеорных и техногенных частиц реализуется с помощью плоских поддонов с нагруженными частицами.

Анализ особенностей работы магнитно-импульсного привода показал, что его применение позволяет проводить целый комплекс испытаний на ударную прочность, ударную устойчивость, высокоскоростное деформирование различных материалов и изделий машиностроения в лабораторных условиях. При этом значительно повышается воспроизводимость условий испытаний, как по скорости соударения индентора с исследуемым образцом, так и по характеристикам индентора. Экологические условия в зоне испытаний значительно улучшаются за счет бесшумности работы и отсутствия продуктов горения и взрыва. Здесь может быть достигнута достаточно высокая производительность испытаний порядка одного испытания в минуту. Габаритные размеры испытательного стенда также могут быть уменьшены за счет того, что привод обеспечивает малый путь разгона индентора до заданной скорости.

Актуальность работы подтверждена включением этого направления в межотраслевую научно-техническую программу «Научно-инновационное сотрудничество», проводимую Министерством образования РФ совместно с Министерством обороны РФ.

Целью диссертационной работы является создание научно обоснованных методов моделирования, расчета и проектирования магнитно-импульсных метательных устройств. Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

1) анализ физических процессов, протекающих при магнитно-импульсном метании проводящих тел для выявления факторов, влияющих на конечную скорость метания, определения степени и характера влияния этих факторов;

2) разработка и алгоритмизация математической модели магнитно-импульсного привода, адекватно описывающей процесс ускорения. Целью математического моделирования является возможность определения напряжения заряда емкостного накопителя, необходимого для получения заданной скорости метания индентора с заданными физическими свойствами и габаритными размерами;

3) разработка и алгоритмизация инженерной методики расчета параметров магнитно-импульсного привода, ориентированной на инженера-конструктора;

4) анализ влияния физических и конструктивных параметров привода на конечную скорость метания и к.п.д;

5) исследование возможности повышения скорости метания без увеличения энергоемкости емкостных накопителей;

6) разработка и изготовление конструкции магнитно-импульсного привода, проведение его экспериментального исследования с целью проверки адекватности разработанной математической модели;

7) экспериментальное исследование работы магнитноОимпульсного привода в устройствах испытания изделий на различные ударные воздействия.

Результаты решения поставленных задач отражены в основном тексте диссертационной работы. Используемые в работе методы исследования основаны на применении теории электродинамики движущихся тел, электромагнитного поля, теоретических основ электротехники, методов вычислительной математики, теории вероятностей и математической статистики.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В ходе проведения теоретических и экспериментальных исследований в рамках диссертационной были получены следующие научные результаты:

1. Проведен анализ известных конструкций приводов установок для ударных испытаний, на основе которого выявлены основные достоинства и недостатки этих приводов, а также сформулированы основные требования к ним.

2. Рассмотрены особенности применения магнитно-импульсных привр-дов в установках для проведения ударных испытаний изделий машиностроения. Установлено, что применение такого привода позволит существенно повысить воспроизводимость условий испытаний, уменьшить габариты испытательных стендов, улучшить экологические условия в зоне проведения испытаний.

3. Дополнена математическая модель магнитно-импульсного привода с учетом условия глубокого проникновения импульсного магнитного поля в толщу ускоряемого проводника. Исследовано влияние различных конструктивных и энергетических параметров магнитно-импульсного привода на ускорение, скорость, перемещение и, следовательно, путь разгона индентора.

4. Разработана методика инженерного расчета электрических параметров магнитно-импульсного привода. Метод расчета позволяет с достаточной степенью точности определить основные параметры привода на основе наиболее распространенных исходных данных (зарядного напряжения, габаритных размеров индуктора, массы индентора и т.д.) с использованием минимального числа экспериментальных коэффициентов, эмпирических формул, графических данных.

5. Разработан программный продукт, предназначенный для упрощения анализа процессов, протекающих при магнитно-импульсном метании проводящих тел. Программа реализована в интегрированной среде разработки DELPHI, обеспечивает интерактивный режим работы с пользователем и позволяет получить значения перемещения, скорости метаемого тела и импульса тока как в разрядном контуре, так и контуре пластины в зависимости от времени.

Исследована возможность повышения конечной скорости метания за счет удержания метаемого тела в исходном положении в течение определенного времени от начала разряда. Установлено, что за счет удержания пластины в течение времени (0.5.0.7)tm можно получить прирост скорости порядка 10%. Приведены условия получения и зависимости прироста скорости от времени удержания и энергетических параметров магнитно-импульсного привода.

Разработаны функциональные схемы испытательных устройств с магнитно-импульсными приводами, предназначенных для проведения высокоскоростных ударных испытания с широким набором типов воспроизводимых ударных нагрузок в лабораторных условиях. Разработаны конструкция и принципиальная схема магнитно-импульсного привода установки для ударных испытаний изделий, проведены лабораторные исследования привода, которые позволили определить влияние конструктивных параметров на скорость метания и получить реальную оценку возможности применения привода. Методом физического моделирования подтверждены основные положения теории и правильность разработанной методики расчета скорости метания и конструктивных параметров магнитно-импульсного привода.

Разработана лабораторная установка для высокоскоростных ударных испытаний на основе магнитно-импульсного привода, позволяющая методом обращенного пуска испытывать изделия в условиях воздействия ударных нагрузок, возникающих в оболочках при пробитии тонких листовых преград в диапазоне скоростей от 0.1 до 2 км/с.

1. Батуев Г.С. «Инженерные методы исследования ударных процессов». М.: Энергоатомиздат, 1985. - 324 с.

2. Анализ основных типов силовых линейных импульсных электрических двигателей / Ю.Г. Ямпольский // Электротехника, 1992, №8-9. С. 4-11.

3. Веселовский О.Н., Коняев А.Ю., Сарапулов Ф.Н. Линейные асинхронные двигатели. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 256 с.

4. Карпенко J1.H. Быстродействующие электродинамические отключающие устройства. Л.: Энергия, 1973. - 158 с.

5. Сравнительная экономическая эффективность различных методов обработки /

6. A.Г. Ялалтдинов, Ю.И. Козлов, В.И. Завьялова // Кузнечно-штамповое производство, 1984, №10- С. 15-16.

7. Некоторые особенности высокоскоростной объемной штамповки в массовом производстве / Селиванов Г.Д., Лимберг Э.А., Суслов Л.М. // Кузнечкэ-штамповое производство, 1984, №10. С. 16.

8. Оценка технико-экономической эффективности импульсной штамповки / Желткевич Н.Д. // Кузнечно-штамповое производство, 1994, №9. С. 25-27.

9. Применение импульсных магнитных полей в технологии листовой штамповки / В.А. Глущенков // Кузнечно-штамповое производство, 1985, №8. С. 18-21.

10. Магнитно-импульсная обработка металлов / В.А. Глущенков // Кузнечно-штамповое производство, 1984, №7. С. 2-3.

11. Отбортовка горловин на трубах импульсным магнитным полем / Г.З. Исарович, Г.М. Лебедев, В.А. Глущенков // Кузнечно-штамповое производство, 1984, №7. С. 9-10.

12. Использование магнитно-импульсной обработки при изготовлении протезов /

13. B.А. Глущенков, С.А. Стукалов, Т.А. Голиусов // Кузнечно-штамповое производство, 1994, №2.-С. 1-2.

14. Электромагнитная листовая штамповка / Л.Монат, Н. Гебль // Кузнечно-штамповое производство, 1985, №3.- С. 16-18.

15. Использование давления импульсного магнитного поля для сборки рукавов высокого давления с кольцевой арматурой / Е.П. Шалунов, Ю.А. Попов, Е.Г. Иванов//КШП, 1985, №12.-С. 13-15.

16. Деформирование и сварка металлов давлением импульсного магнитного поля / В.Г. Мирошников, В.Я. Попов, В. Д. Александров // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 1995, №5.- С. 31-33.

17. System and method for impact welding by magnetic propulsion. Katrenstien Jack. Пат. 4504714, США. -№317560 (12.03.85).

18. Магнитно-импульсная обработка деталей электротехнического производства / В.В. Дмитриев, Ю.Я. Лившиц, В.И. Розин // Кузнечно-штамповое производство, 1984, №7. С. 8-9.

19. Ракошиц Г.С. Электроимпульсная штамповка. М.: Высш. школа, 1990 - 191 с.

20. Особенности магнитно-импульсной штамповки тонкостенных трубчатых деталей сложной формы / В.А. Глущенков, С.А. Стукапов // Кузнечно-штамповое производство, 1985, №12.-С. 2-4.

21. Магнитно-импульсная разрезка, торцовка и калибровка трубчатых деталей / В.А. Глущенков, Г.Э. Исарович, JI.A. Раков, Л.Ф. Фомичева // Кузнечно-штамповое производство, 1985, №12. С. 5-6.

22. Новая технология изготовления деталей из трубчатых заготовок давлением импульсно-магнитного поля / В.Д. Кухарь, С.П. Яковлев, Е.С. Маленичев // Кузнечно-штамповое производство, 1999, №12.- С. 28.

23. Калибровка тонкостенных труб магнитно-импульсным методом / Е.Г. Иванов, Е.П. Шалунов, В.Б. Литров, Я.М. Липатов // Кузнечно-штамповое, производство, 1985, №12.-С. 10-11.

24. Деформирование металлов импульсным электромагнитным полем с предварительным нагревом заготовок / И.В. Белый, Л.Д. Горкин, Л.Т. Хименко//Кузнечно-штамповое производство, 1984, №7.- С. 6-8.

25. Импульсная штамповка листового материала. Области применения и перспективы развития / Чагин В.Н. // Кузнечно-штамповое производство, 1994, №9.-С. 2-3.

26. О расчетах в устройствах эласто-магнитно-импульсной вырубки / Г.Б. Минченков, А.А. Хмелевской // Кузнечно-штамповое производство, 1986, №2. -С. 23-25.

27. Параметрический ряд магнито-импульсных установок / АА. Хмелевской, Н.И. Пинчук, А.Б. Сидоров, А.В. Сейнов, А.А. Силенов, B.C. Раичев // Кузнечно-штамповое производство, 1985, №12. С. 7-9.

28. Энергетическое оборудование для магнитно-импульсной обработки металлов, / И.В. Белый, JI.T. Хименко, Л.Д. Горкин // Кузнечно-штамповое производство, 1984, №7. С. 22-23.

29. Магнитно-импульсная установка МИУ 15/5 / В.М. Фирсов, Н.А. Карпенко // Кузнечно-штамповое производство, 1984, №7. С. 28.

30. Экспериментальные исследования процесса магнитно-импульсной обработки металлов / Л.Д. Горкин, Л.Т. Хименко // Кузнечно-штамповое производство, 1984, №7.-С. 4-6.

31. Испытательная техника: справочник / под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1982. - Кн. 1. - 528 с.

32. Испытательная техника: справочник / под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1982. - Кн. 2. - 560 с.

33. Высокоскоростные ударные явления / под ред. В.Н. Николаевского. М.: Мир, 1973. - 53 с.

34. Динамика удара / Зукас Дж.А., Николас Т. и др. М.: Мир, 1985. - 296 с.

35. Исследование эффективности различных схем ускорителей для высокоскоростного метания проводящих тел на ЭЦВМ / В.Н. Бондалетов, С.А. Калихман, В.Н. Фомакин // В кн: Высоковольтная импульсная техника. -Чебоксары: ЧТУ, 1975. Вып. 2.-142 с.

36. A taxonomy of electromagnetic launches / Weldon W.F. // IEEE Trains. Magn., ч 1989, №1.-P. 591-592.

37. Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов / под ред. Мейерса М.А., Мурра JI.E. / пер. с англ. М.: Металлургия, 1984. - 512 с.

38. Татмышевский К.В. Магнито-импульсная испытательная установка МИУ-2К // Информ. листок №155-94. Владимир, 1994.

39. Магнитно-импульсная обработка материалов, используемых в горной промышленности / Г.Г. Каркашадзе, В.Г. Ивахник // Горный журнал, 1998, №7.

40. Малогабаритная магнитно-импульсная установка / В.А. Стародубов // Кузнечно-штамповое производство, 1991, №12. — С. 25-26.ц- 40. http://www.mte.ru, раздел «Машины, приборы, металлургия» (28.05.02)

41. Влияние магнито-импульсной обработки на структуру быстрорежущих сталей / O.K. Колеров, А.Н. Логвинов и др. // Физика и химия обработки материалов, 1997, №1,-С. 98-103.

42. Капица П.Л. Сильные магнитные поля. М.: Наука, 1988. - 463 с.

43. Паркенсон Д. Малхолл Б. Получение сильных импульсных магнитных полей /щпер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1971. - 200с.

44. Гончаренко Г.М. Генераторы импульсных токов // В кн.: Высоковольтная импульсная техника. Чебоксары: ЧГУ, 1975.

45. Савельев И.В. Курс общей физики. М.: Наука, 1978. - Т.2: Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. - 480 с.ф 48. Карасик В.Р. Физика и техника сильных магнитных полей / Под ред. К.П.

46. Белова. М.: Наука, 1964. - 347 с.

47. Карцев В.П. Сверхсильные магнитные поля М.: Знание, 1967. - 62 с.

48. Strong and Ultrastrong Magnetic Fields and their Applications / Ed. Herlah. -Berlin: Springer, 1985. 363 pp.

49. Лагутин A.C., Ожогин В.И. Сильные импульсные магнитные поля в физическом эксперименте. -М.: Энергоатомиздат, 1988. 156 с.

50. Сильные и сверхсильные магнитные поля и их применение / под ред. Ф. Херлаха. М.: Мир, 1988. - 456 с.

51. Физика быстропротекающих процессов / под ред. Н.А. Златина.- М.: Мир, 1971.-Т.2.-352 с.

52. Накопление и коммутация энергии больших плотностей. Под ред. У. Бостика, В. Нарди, О. Цукера / пер. с англ. под ред. Э.И. Асиновского, B.C. Комелькова М.: Мир, 1979.-474 с.

53. Design and power conditioning for the coil-gun / Zabar Z., Naot Y., Birenbaum L., * Joshi P.N. // IEEE Trans. Magn, 1989, №1. P. 627-631.

54. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля М.: Мир, 1972. -391с.

55. Монтгомери Д. Получение сильных магнитных полей с помощью соленоидов. Магнитные и механические свойства конструкций из обычных и3$ сверхпроводящих материалов / пер. с англ. под ред. Н.Е. Алексеевского. М.:1. Мир, 1971.-359 с.

56. Electromagnetic launch technology: the promise and the problems / Mar K.H. // IEEE Trans. Magn., 1989, №1. P. 17-19.

57. Расчет переходных процессов в индукторных системах малоиндуктивных ^ установок магнито-импульсной обработки металлов / Чемерис. В.Т.,

58. Петровский В.П. // В кн: Электромагнитные поля в энерг. и технолог, установках. Киев, 1988. - С. 124-128.

59. Гинсбург С.Г. Методы решения задач по переходным процессам в электрических цепях. М.: Высш. школа, 1967. - 387 с.

60. Физика высоких плотностей энергии / под ред. П. Кальдиролы и Г. Кнопфеля / Ф пер. с англ. под ред. О.Н. Крохина. М.: Мир, 1874 - 484 с.

61. Алиевский Б.Л., Орлов B.JI. Расчет параметров магнитных полей осесимметричных катушек: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1983.- 112с.

62. Соотношение между касательными составляющими векторов импульсного электромагнитного поля на поверхности тонкостенного проводника / Батыгинф- Ю.В. // Техническая электродинамика, 1997, №5 С. 3-5

63. Магнитное поле цилиндрического и плоского индуктора при питании от источника периодических импульсов / Подольцев А.Д. // Техническая электродинамика, 1988, №5.-С. 17-23.

64. Осипенко П.И., Осипенко Г.А. и др. Нестационарные электромагнитные процессы в плоской индукторной системе // В кн.: Электрофизические процессы при импульсном разряде. Чебоксары: ЧГУ, 1977. - Вып. 4. - С. 61-70.

65. Соотношение между касательными составляющими векторов импульсного электромагнитного поля на поверхности тонкостенного проводника / Батыгин Ю.В. // Техническая электродинамика, 1997, №5 С. 3-5.

66. Расчет эквивалентных параметров скин-слоя с учетом джоулева тепла / Петров С.Р. // Электричество, 1987, №6. С. 61-63.

67. Белый И.В., Фертик С.М., Хименко JT.T. Справочник по магнитно-импульсной обработке металлов. Харьков: Вища школа, 1977. - 168 с.

68. Рогинский В.Ю. Экранирование в радиоустройствах.- JL: Энергия, 1969- 112 с.

69. К расчету эквивалентной глубины скин-слоя при импульсных токах / Носов Г.В., Эськов В.Д. // Электричество, 1990, №6. С. 82-83.

70. Калихман С.А., Фомакин В.Н. Исследование процесса высоковольтного метания кольцевых проводников в импульсном магнитном поле // В кн.: Высоковольтная импульсная техника. Чебоксары.: ЧГУ, 1980. - С. 61-70.

71. Кухаркин Е.С. Инженерная электрофизика. Техническая электродинамика / Под ред. П.А. Ионкина. М.: Высш. школа, 1982. - 520 с.

72. Расчет давления импульсного магнитного поля в процессах формообразования деталей с криволинейной и конической образующей / Самохвалов В.Н., Галкин И.А. // Изв. вузов энерг., 1995, №5-6. С. 53-57.

73. Проникновение поля сквозь тонкие листовые заготовки в индукторных системах магнитно-импульсных установок / Батыгин Ю.В. // Техническая электродинамика, 1993, №1.-С.20-25.

74. Математическое моделирование динамики многовиткового цилиндрического индуктора для магнито-импульсной штамповки / С.Ф. Головащенко, Р.Б. Шутов // Изв. вузов машиностроения, 1994, №10-12. С. 123-128.

75. Температурные напряжения в индукторах для электромагнитного обжима / С.М. Колесников, М.Ш., Нихамкин // Кузнечно-штамповое производство, 1985, №10.-С. 13-15.

76. Пешель М. Моделирование сигналов и систем / пер. с нем. Я.И. Хургина. -М.: Мир, 1981.-300 с.

77. Применение машинного эксперимента для получения математических моделей операций магнито-импульсной штамповки / В.Д. Кухарь, А.Н. Пасько, Н.Е. Проскуряков // Кузнечно-штамповое производство, 1999, №12. -С. 17.

78. Induction launcher design considerations / Driga M.D., Weldon W.F., // IEEE

79. A Trans. Magn., 1989, №1.-P. 153-158.

80. Бесконтактное индукционное ускорение проводников до гиперзвуковых скоростей / В.Н. Бондалетов, Е.Н. Иванов // Прикладная математика и техническая физика, 1975, №5. С. 110-115.

81. Индукционное ускорение плоских тел / A.M. Абрамов, А.А. Блохинцев, С.А. Калихман, В.И. Кузнецов, В.Н. Фомакин, А.А. Царев // Прикладнаяматематика и техническая физика, 1986, №1. С.36-39.

82. Бондалетов В.Н., Иванов Е.Н., Калихман С.А., Пичугин Ю.П. Метание проводников в сверхсильном импульсном магнитном поле // В кн.: Сверхсильные магнитные поля. Физика. Техника. Применение. М.: Наука, 1984.-С. 234-238.

83. Ф 86. Индукционное ускорение проводников и высокоскоростной привод / А.Н.

84. Андреев, В.Н. Бондалетов // Электричество, 1973, №10. С. 36-41.

85. Electromagnetic acceleration activities at the French-German Research Institute Saint-Louis / Wegner V., Zamet. F. // IEEE Trans. Magn., 1985, №1. P. 587-590.

86. A formulation for 3D moving conductor eddy current problems / Rodger D., Karaguler Т., Leonard PJ. // Dig. Intermag'89: Int. Magn. Conf. New York:щ. 1989.-P. 4D8.

87. Методика проектного расчета многовитковых цилиндрических индукторов для электромагнитной штамповки / Головащенко С.Ф., Овчинников А.Г., Шутов Р.Б. // Кузнечно-штамповое производство, 1995, №10. С. 8-9.

88. Расчет режима магнитно-импульсной обработки трубчатых заготовок / Е.Г.

89. Иванов // Кузнечно-штамповое производство, 1984, №7. С. 17-20.

90. Расчет параметров магнитно-импульсной системы / В.А. Стародубов // Электротехника, 1994, №4-5.- С. 54-57.

91. Численно-аналитическое моделирование процессов в магнито-импульсных установках с плоским индуктором и движущимся диском / Борбаевич С.П., Кравец И.А., Матвиенко О.В. // Техническая электродинамика, 1995, №3. С. 6-8.

92. Справочник по электротехническим материалам / под. ред. Корицкого. М.:1. Энергоатомиздат, 1986.

93. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. -Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986.-488 с.

94. Немцов М.В., Шамаев Ю.М. Справочник по расчету параметров катушек индуктивности. М.: Энергоатомиздат, 1881. - 136с.

95. Радиоэлектронные средства и мощные электромагнитные помехи / В.И. Кравченко, Е.А. Болотов и др. М.: Радио и связь, 1987. - 256 с.

96. Электромагнитное поле и собственные сопротивления индукторов для нагрева плоских поверхностей изделий / Письменный А.С. // Автоматическая сварка, 1997, №11.-С. 28-31.

97. Шнеерсон Г.А. Расчет параметров цепей разряда емкостных накопителей энергии Л.: ЛПИ, 1980.

98. Воздействие физических полей на общую пластическую деформацию при локальном ударе / Е.В. Шапочкина, В.А. Шапочкин // Физика и химия обработки материалов, 1997, №1. С. 104-108.

99. Повышение эффективности электромагнитного индукционного ускорителя проводников / В.П. Гальетов, Е.Н. Иванов // Прикладная механика и техническая физика, 1979, №4. С. 105-108.

100. Предельные скорости при ускорении пластин магнитным полем / Станкевич С.В., Шведов Г.А. // Прикладная механика и техническая физика, 1994, №3. -С. 13-22.

101. Исследование эффективности ускорения проводников в импульсном магнитном поле соленоида / В.Н. Бондалетов, Е.Н. Иванов, С.Р. Петров, В.А. Тютысин // Прикладная механика и техническая физика, 1983, №2. С. 82-86.

102. Учет критериев надежности при выборе количества, накопительных конденсаторов в высоковольтном импульсном устройстве / А.А. Петков // Электротехника, 1992, №8-9. С. 24-26

103. Электрические конденсаторы и конденсаторные установки: Справочник /В.П. Берзан, Б.Ю. Геликман, М.Н. Гураевский и др. / под ред. Г.С. Кучинского. -М: Энергоатомиздат, 1987. 656 с.

104. Кучинский Г.С. Высоковольтные импульсные конденсаторы. Л., Энергия, 1973.- 176 с.

105. Электронные приборы для защиты РЭА от электрических перегрузок: Справочник / В.П. Черепанов, А.К. Хрулев, И.П. Блудов. М.: Радио и связь, 1994.-224 с.

106. Лившиц А.Л., Отто М.А. Импульсная электротехника. М.: Энергоатомиздат,1983.-352 с.

107. Система управления на базе микроЭВМ магнитно-импульсной обработкой металлов в условиях сверхпластичности / М.Н. Нурмухаметов, М.У. Умаров, С.Ф. Гагауллин // К^знечно-штамповое производство, 1991, №1. С. 27-28.

108. Создание конструкций и разработка методов расчета индукторов для магнито-импульсной обработки / Л.Т. Хименко // Кузнечно-штамповое производство,1984, №7.-С. 20-22.

109. High energy toroidal inductor: Пат. 4779070, США. МКИ HOI F7/00 / Hackworth Donald Т., Schwenk Henry R., Shestak Edward J. and other; Westinghouse Electric Corp.-№943231 (18.10.88).

110. Выбор параметров разрядной цепи генератора импульсов тока при разряде на., последовательную активно-индуктивную нагрузку / А.А. Петков // Электротехника, 1990, №10. С. 35-36.

111. Кучинский Г.С. Изоляция установок высокого напряжения / Г.С. Кучинский, В.Е. Кизеветтер, Ю.С. Пинталь / под общ. ред. Г.С. Кучинского. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 368 с.

112. Нестационарные процессы в деформируемых телах / под ред. А.С. Вольмира. -М.: «Мир», 1976.-238 с.

113. Грановский В.А., Сирая Т.Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Ленинград: Энергоатомиздат, 1990. - 288 с.

114. Статистические методы в инженерных исследованиях / под ред. Г.К. Круга. -М.: Высшая школа, 1983. 216 с.

115. Писатенко Г.С., Стрижало В.А. Экспериментальные методы в механике деформируемого тела Киев: «Наукова думка», 1986. - 264 с.

116. Ящерицын А.И. Планирование эксперимента в машиностроении Минск: «Наука», 1985. - 256 с.