Основные сведения. Магнитно-импульсная обработка материалов основана на использовании электродинамических сил, которые в импульсных режимах могут достигать гигантских значений

МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНАЯ ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ

Магнитно-импульсная обработка материалов основана на использовании электродинамических сил, которые в импульсных режимах могут достигать гигантских значений. Если давления, создаваемые электродинамическими силами, превышают предел прочности, то происходит деформация заготовки.

Этот процесс часто называют магнитной штамповкой.

При магнитно-импульсной обработке происходит преобразование электрической энергии, накопленной в конденсаторной батарее, при разряде на индуктор или непосредственно на заготовку в энергию импульсного магнитного

поля, совершающего работу деформирования электропроводной заготовки.

Известно, что на единицу длины проводника с током I, помещенном в магнитное поле с напряженностью Н, действует сила

где m₀ = 4.10.7 Гн/м - магнитная постоянная; m - магнитная проницаемость окружающей среды.

Магнитное поле, воздействующее на проводник с током, может быть создано током, протекающим в другом проводнике. Величина напряженности магнитного поля в пространстве вокруг проводника с током может быть

определена из закона полного тока

где l - контур интегрирования.

На расстоянии r от уединенного проводника

В случае бесконечно тонких прямых проводников, расположенных на расстоянии D r друг от друга, электродинамическая сила, действующая на единицу длины проводников

Направление силы зависит от направления токов I 1 и I 2 в проводниках: при одинаково направленных токах проводники притягиваются друг к другу, при противоположно направленных - отталкиваются.

Для двух бесконечно тонких шин шириной a, расположенных на небольшом расстоянии (D r << a) друг от друга, напряженность магнитного поля в объеме между шинами без учета краевых эффектов равна

Давление магнитного поля на шины численно равно удельной плотности энергии поля

Если толщина шин имеет конечную величину, то из-за эффекта близости и поверхностного эффекта ток по сечению шин распределяется неравномерно.

Поэтому при расчете распределения силы или давления по толщине обрабатываемой заготовки и для определения индуктивности системы следует использовать не геометрическое расстояние D r, а некоторое эквивалентное

расстояние

где - глубина проникновения электромагнитного поля в материал шин; r - удельное электрическое сопротивление материала шин; w - круговая частота тока.

Известно, что в проводящем теле, расположенном вблизи проводника с переменным током, возникают вихревые токи. Взаимодействие тока в проводнике с наведенным в теле (заготовке) током сопровождается появлением отталкиваю-щей силы

где dL / dx - изменение индуктивности системы проводник-заготовка в направлении х, перпендикулярном поверхности проводника.

Среднее давление на проводник и заготовку равно силе F, деленной на площадь проводника S.

Величина давления на заготовку толщиной - может быть определена по формуле, если электромагнитное поле не проникает сквозь заготовку (D<< s). В случае проникновения поля (D»s) давление определяется разностью удельных плотностей энергии на поверхностях заготовки.

Дата добавления: 2014-01-07