Мой сайт

Розроблено і протестовано математичну модель послідовного перетворення енергії конденсаторної батареї в розрядних системах, в якій вперше в двовимірній постановці враховано взаємозв'язок електромагнітних, гідродинамічних і пружнопластичних процесів імпульсного деформування металевих матеріалів. Модель, насамперед, детермінує динаміку поля тисків в обмеженому технологічному об'ємі, з урахуванням поточного пружнопластичного деформування заготовки, дифракції та інтерференції хвиль, а також кавітації рідини і її відриву від поверхні деталі, що деформується, в залежності від параметрів енерговузла, властивостей середовища, конфігурації і геометричних розмірів розрядних камер. Дозволяє прогнозувати умови ефективного використання енергії конденсаторної батареї імпульсних електрогідравлічних установок для інтенсифікації пластичних деформацій і полегшення формоутворення листових високоміцних сталей DP780, BH240, BH210, HSLA350 у процесі їх холодного імпульсного штампування.

НДР "Дослідити вплив параметрів та схем імпульсного електрогідравлічного деформування на пластичні властивості листових високоміцних сталей і розробити ефективні технологічні методи та схеми для їх холодного штампування".

Робота виконується за цільовою науковою програмою Відділення ФТПМ НАН України "Фундаментальні проблеми створення матеріалів з наперед заданими властивостями, методів їх з'єднання і обробки".

На основі аналізу відомих принципів побудови і досвіду експлуатації електродних систем, розрахунку

механічних навантажень на їх елементи та оцінки рівня і конфігурації електричних полів, дослідження умов

ініціювання електрохімічного вибуху з використанням різноманітних капсул, що містять екзотермічну суміш,

вдосконалено конструктивні схеми електродів для розрядноімпульсної технології руйнування неметалевих

матеріалів. Реалізація вдосконалених схем із застосуванням випробуваних на здатність витримувати

термомеханічні навантаження діелектриків, дозволила, насамперед, за рахунок зниження напруженості

6 5

електричного поля в області ізоляції наконечника від 1,1·10 до 1,7·10 В/м підвищити стійкість електродних

систем в умовах високовольтного електрохімічного вибуху з робочими напругами до 25 кВ і енерговиділенням

до 100 кДж та запропонувати їх нові конструктивні рішення, з меншою ніж у наявних розробках (у 3 рази)

собівартістю.

Створено технологічні основи комплексної обробки розплавів заевтектичних поршневих силумінів, яка дозволяє отримати у сплавах розмір частинок первинного Si, що не перевищує 20 мкм, розмір включень евтектичного Si - до 10 мкм. Зокрема, комплекс заходів "введення в розплав Р (0,025% мас.) + імпульсна електрострумова обробка поза пічним агрегатом" дозволив підвищити межу міцності сплаву А390 на 14% та відносне подовження з 0,8 до 2,8%. Додавання ще одного проміжного заходу - електрогідроімпульсної обробки розплаву в печі - забезпечує підвищення цих показників, відповідно, на 14% та з 0,8 до 2,8%. Встановлено, що механізми спільної хімічної та імпульсної енергетичної дії на розплав пов'язані з активацією процесів перенесення, сорбції та розчинення, а також перебудовою кластерної структури.

Для розвитку методів неруйнівного контролю умов експлуатації та граничного терміну служби високовольтних імпульсних конденсаторів з плівковими діелектриками на основі аналізу показників, що характеризують термостабільність електроізоляційних просочуючих рідин таких конденсаторів (у температурному діапазоні до 100°С), експериментальним шляхом виявлено взаємозв'язок зміни коефіцієнта відносного світлопропускання просочуючих рідин зі зміною коефіцієнта дестабілізації при їх термостарінні у присутності елементів полімерних комбінованих діелектричних систем, в тому числі і за рахунок часткового розчинення плівок. Встановлено, що серед обраних за техніко-економічними характеристиками матеріалів, у модельних умовах при контрольованому забезпеченні відповідної напруженості електричних полів, у поліпропіленових і поліетилентерефталатних плівкових діелектричних системах поліметилсилоксанова рідина і нафтові масла, які піддавали тривалій дії підвищених температур, демонструють кращі показники термостабільності.

Отримано закономірності структурно-фазових перетворень у багатошаровому пакеті системи Al - Ti при термобароелектричній

обробці. Визначено вплив амплітуди струму в кожному шарі та геометричних параметрів пакету на структурно-фазовий стан

спеченого матеріалу. Знайдено гранично допустимі параметри обробки та умови скорочення часу спікання. Показано, що при

пропусканні струму в багатошаровому пакеті за рахунок градієнта температури при Джоулівому нагріванні виникають додаткові

дифузійні потоки, напрямок яких співпадає з напрямком теплової дифузії. Вимірювання механічних характеристик отриманих

багатошарових зразків Ti-Al Ti показали, що їх твердість та питома енергія руйнування при ударі відповідають показникам

протиударних матеріалів.

Визначено закономірності впливу високовольтної електророзрядної обробки алмазних мікропорошків у воді на їх морфо-метричні характеристики, механічні та фізико-хімічні властивості. Встановлено, що ступінь подрібнення алмазних мікрочасток та збільшення їх питомої поверхні прямо пропорційно залежать від тиску в каналі електричного розряду та питомої енергії обробки. Електророзрядна обробка мікропорошку АСМ 20/14, зокрема, забезпечує ріст на 15 % адсорбційного потенціалу, зниження до 3 разів вмісту небажаних металевих домішок, зменшення більш ніж у 2,5 рази питомої магнітної сприйнятливості. Після обробки алмазні порошки мають високу стійкість до окиснення при високих температурах та на 15% вищу абразивну стійкість, що в цілому, підвищує якість та довговічність різального інструменту.

Закладено фізико-технічні основи нового методу утилізації відходів лакофарбового виробництва, який передбачає електророзрядну переробку рідких органічних розчинів на вуглецеві наноматеріали (ВНМ) і водень упродовж двох послідовних стадій. Встановлено, що вихід ВНМ на першій стадії, коли електророзрядній обробці піддається безпосередньо органічна рідина, не залежить від накопиченої або введеної в рідину енергії, а визначається, в основному, кількістю С-С зв'язків у молекулах вуглеводнів. Вихід ВНМ на другій стадії, де електророзрядній обробці піддаються органічні гази, утворені внаслідок розкладання рідин, визначається площею і активністю застосованих каталітичних поверхонь. Визначено особливості конструкції реактора, схемні рішення реалізації метода та енергетичні режими електророзрядної обробки, які забезпечують ефективну утилізацію лакофарбових відходів і поліхлорзаміщених біфенілів.

Розширено технологічні можливості способу електрофільтрації газових викидів, заснованого на сумісній дії джерел постійної напруги, які вже використовуються в системах газоочищення, і додаткових джерел багаторівневої імпульсної напруги до 50 кВ. Визначено оптимальне співвідношення електротехнічних параметрів комплексного джерела живлення, реалізація яких дозволяє в 1,5-1,8 раза підвищити ефективність вилову різноімпедансного пилу в порівнянні з діючими на промислових об'єктах системами газоочищення та здійснювати плазмохімічну переробку шкідливих окислів (CO, SO, NO) у безпечні речовини. Зокрема, за рахунок дії стримерного коронного розряду можна зменшити концентрацію двоокису сірки в газових викидах до 10 мг/куб. м.

Розроблено новий розрядноімпульсний метод синтезу нанодисперсних порошків карбідів металів, який передбачає отримання в процесі електророзрядної обробки органічних рідин вуглецевовмісної пасти та здійснення в цій пасті електричного вибуху вольфрамових і молібденових провідників. Встановлено, що основним фактором впливу на фазовий і дисперсний склад синтезованих нанорозмірних порошків карбідів є співвідношення накопиченої енергії та енергії сублімації металу, а ступінь гібридизації атомів вуглецю в молекулах паст на характеристики продуктів синтезу не впливає. Визначено найбільш ефективний режим синтезу карбідів шляхом електричного вибуху провідників діаметром 0,3 мм і довжиною 50 мм з повторним пробиванням без паузи струму, коли накопичена енергія більш, ніж в три рази, перевищує енергію сублімації.

Встановлено залежність електродинамічних, гідродинамічних та енергетичних характеристик високовольтного електрохімічного вибуху (ВЕХВ) в обмежених об'ємах від початкових та граничних умов, що дозволяє визначати необхідне для реалізації ефективного вибуху співвідношення маси екзотермічної суміші, оболонки, в якій вона розміщується, і електричної напруги, що прикладається. Отримано вихідні дані для розробки алгоритму розрахунку параметрів комбінованого джерела енергії з використанням ВЕХВ в обмежених об'ємах.