Чеботнягин Леонид Михайлович, кандидат технических наук, доцент кафедры электроснабжения и электротехники
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Leonid M. Chebotnyagin, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Power Supply and Electrical Engineering
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Потапов Василий Васильевич, кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры электроснабженияи электротехники
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Vasiliy V. Potapov, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Professor of the Department of Power Supply and Electrical Engineering
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Иванов Николай Аркадьевич, кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры радиоэлектроники и телекоммуникационных систем
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Nikolay A. Ivanov, Cand. Sci. (Physics and Mathematics), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Radio Electronics and Telecommunication systems
83, Lermontov St., Irkutsk, 664074
Иванчик Николай Николаевич, аспирант
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Nikolay N. Ivanchik, Postgraduate Student
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Цель - исследование возможности компактирования порошковых материалов импульсом давления электрического взрыва проводника, установление функциональной связи между параметрами импульса давления и параметрами электротехнологической установки для компактирования порошковых материалов, выбор параметров для регулирования амплитуды и длительности импульсного давления, а также выбор конструктивных параметров рабочего инструмента для компактирования порошковых материалов. На основе метода формализованного представления развития процесса формирования и распространения импульсной волны давления, создаваемой расширяющимся плазменным каналом электрической искры в передающей среде, которая инициирована электрическим взрывом проводника, проведены аналитические исследования. Моделирование скоростного деформирования стенки трубы под действием импульсного давления проводилось в программном комплексе MATLAB, исследование микроструктуры слома скомпактированного материала с наномодификаторами - на сканирующем электронном микроскопе. На основе проведенных экспериментальных исследований по компактированию порошковых материалов импульсным давлением, созданного расширяющимся плазменным каналом искры, инициируемой электрическим взрывом проводника при подаче на него импульса тока от электротехнологической установки, установлено, что на величину и форму импульса давления максимально влияют параметры данной установки. Исходя из полученных модельных исследований, выбран ы оптимальные режимы для компактирования порошков с наномодификаторами. Получена взаимосвязь между параметрами импульсного давления (амплитуды Pm и формы распространения волны давления) и параметрами электротехнологической установки (напряжение, индуктивность, емкость). Предложено использовать акусто-электроволновую модель для оценки давления, обеспечивающего скоростное деформирование металлических труб, и построения профиля деформирования металлических труб, используемых для компактирования. Анализ SEM изображений разлома, полученных в экспериментах компактов, показали высокую степень уплотнения частиц с образованием объемного композита.
The purpose of the article is to explore the possibilities of powder material compaction by the pressure pulse of an electric explosion of a conductor, establish a functional relationship between the parameters of the pressure pulse and an electrical technological installation for powder material compaction, select the parameters for pulse pressure amplitude and duration adjustment, and specify the design options of the working tool for powder material compaction. Analytical studies have been carried out on the basis of the method of formalized representation of the development of the process of pulse pressure wave formation and propagation where the latter is created by an expanding plasma channel of an electric spark in a transmitting medium initiated by an electric explosion of a wire. The simulation of high-speed de formation of the pipe wall under the action of the pulse pressure is carried out in the MATLAB software package. A scanning electron microscope is used to study the microstructure of the breakage of the compacted material with nanomodifiers. Based on the experimental studies on powder material compaction by the pulse pressure created by the expanding plasma channel of a spark initiated by an electric explosion of a wire when the current pulse f rom an electrotechnological installation is supplied to it, it has been determined that the magnitude and shape of the pressure pulse are most influenced by the parameters of this installation. Based on the obtained model studies, the optimal modes for compaction of nanomodified powders have been selected. The relationship is obtained between the parameters of the pulse pressure (Pm amplitude and pressure wave propagation form) and the electrotechnological installation (voltage, inductance, capacitance). It is proposed to use an acoustic-electric wave model to estimate the pressure that provides high-speed deformation of metal pipes, and to plot a deformation profile of metal pipes used for compaction. Analysis of SEM images of the fractures obtained in compact experiments has showed a high degree of particle compaction with the formation of a solid composite.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.