Details

Данная работа посвящена разработке разрядного тракта и компоновки генератора импульсных токов (ГИТ) для тестирования материалов магнитно-импульсным способом. Задачи, которые решались в ходе работы: 1. Изучение существующих схем нагружения с использованием магнитно-импульсного способа формирования управляемого импульса давления. 2. Изучение принципов проектирования ГИТ. 3. Расчет параметров нагрузки. 4. Аналитический расчет и расчет при помощи программы COMSOL Multiphysics. 5. Сопоставление и анализ полученных результатов на предмет применения их в выбранной схеме нагружения. В результате работы при помощи аналитического расчета и моделирования были разработаны две компоновки: с плоской и с объемной ошиновками из которых выбрана наиболее оптимальная, а именно вторая, которая позволила существенно снизить габариты установки (2×2м), в сравнении с первой (2,5×2,625м), также во втором варианте присутствует экранированная зона обслуживания. Был проведен перерасчет итоговых параметров: Wг=30 кДж, C=24 мкФ, индуктивность L=18,74  нГн, напряжение U=50 кВ, максимальный разрядный ток I=1,79 МА. Произведена оценка возможности применения данной схемы для откольного метода испытания алюминия, требуемое для образца магнитное давление составляет P_m=575 МПа, ток I=649 кА. Данные параметры реализуются установкой при напряжении 18,15 кВ.

The given work is devoted to the development of the discharge tract and arrangement of the PCG for testing materials by magnetic-pulse method. The research set the following goals: 1. Studying of existing loading schemes using magnetic-pulse method of formation of controlled pressure pulse. 2. Studying of the principles of design of PCG. 3. Calculation of the load parameters. 4. Analytical calculation and calculation by means of COMSOL Multiphysics. program. 5. Comparison and analysis of the obtained results for their application in the selected loading scheme. As a result of the work by means of analytical calculation and modeling two arrangements: with flat and with volume faults from which the most optimal one was chosen, namely the second one, which allowed to significantly reduce the installation dimensions (2×2m) in comparison with the first one (2,5×2,625m), also in the second variant there is a shielded service area. The final parameters were recalculated: Wg=30 kJ, C=24 µF, inductance L=18.74 nGN, voltage U=50 kV, maximum discharge current I=1.79 MA. The possibility of application of this scheme for the spalling method of aluminum testing has been evaluated. The magnetic pressure required for the specimen is P_m=575 MPa, current I=649 kA. These parameters are realized by the unit at a voltage of 18.15 kV.