Рассмотрены особенности технологических применений газовой детонации в различных областях науки и техники. Изложены общая характеристика явления взрыва и взрывчатых веществ, закономерности воспламенения и горения газообразных смесей в детонационно-газовых установках, распространение пламени и переход горения в детонацию, общая характеристика и основные зависимости для детонационной волны, закономерности распространения детонации в газообразных смесях. Из процессов обработки непосредственным воздействием детонационно-газовой струи рассмотрены очистка поверхностей нагрева котлов-утилизаторов и взрывоимпульсное разрушение горных пород. Среди методов детонационно-газовой обработки в закрытых камерах рассмотрены листовая штамповка, удаление заусенцев и облоя, модифицирование поверхности металлов детонационно-газовой обработкой и др. Из методов детонационно-газовой обработки косвенным воздействием продуктов сгорания на материалы и конструкции описаны обработка материалов машинами-орудиями с взрывоимпульсным газовым приводом, резка холодного и горячего металлов и др. Рассмотрены методы детонационно-газовой обработки при вводе материалов в камеру сгорания: детонационно-газовое напыление покрытий; получение быстрозакаленных материалов; избирательное дробление сверхтвердых материалов и др. Освещены процессы детонационно-газовой обработки с использованием в качестве готового продукта компонентов продуктов детонации, а также комбинированные способы обработки с использованием детонации в газах. Изложены основные пути управления режимами и совершенствования процессов детонационно-газовой обработки.

Висвітлено проблему використання енергії імпульсних електромагнітних полів у прогресивних технологіях, що відповідають вимогам сучасності: екології, енерго- і ресурсоощадженні. Особливу увагу приділено електродинамічним процесам в індукторних системах - інструментах магнітно-імпульсного методу. Запропоновано варіанти конструкцій індукторних систем для обробки масивних металів у режимі скін-ефекту і тонкостінних провідників у разі істотної дифузії поля. Розкрито аспекти міцності магнітно-імпульсного штампування тонкостінних заготівель за умов істотної дифузії поля. Обгрунтовано та практично апробовано магнітно-імпульсне штампування друкованих плат для електротехнічних пристроїв різного призначення. Наведено техніко-економічні показники даної прогресивної технології. Зроблено імовірнісні оцінки граничних напружень, обумовлених неоднорідністю оброблюваного металу.

Приведены физические и математические модели сплошных и многофазных сред, охарактеризованы волновые процессы в данных средах, а также взаимодействие гидродинамических возмущений с пространственными деформируемыми телами. Описаны физико-механические свойства и структура среды, подвердженной импульсному гидродинамическому воздействию, определены импульсные источники и технологии.

Освещена проблема использования импульсных электромагнитных полей в прогрессивных технологиях, которые отвечают требованиям современности: экологии, энерго- и ресурсосбережению. Охарактеризованы электродинамические процессы в индукторных системах - инструментах магнитно-импульского метода. Описаны магнитные поля и процессы в индукторных системах для обработки массивных проводников, а также магнитные поля в данных системах для обработки тонкостенных металлов. Обоснована и практически апробирована магнитно-импульсная штамповка печатных плат для электротехнических устройств разного назначения.

С учетом материалов исследований ученых Украины, России и Беларуси освещены импульсные процессы, протекающие в конденсированных веществах при взрывном нагружении. Дана физическая интерпретация некоторым новым явлениям и закономерностям, в частности, на примере смесей гексогена с графитом и сажей рассмотрены основные закономерности, определяющие образование алмаза из углерода добавки в детонационных волнах. Предложен газодинамический способ нанесения покрытий, особенностью которого является отсутствие высокотемпературных газовых струй, низкое энергопотребление, возможность получения покрытий в широком диапазоне материалов и толщин.

Отмечено, что предварительное наводороживание металла перед механоимпульсной обработкой влияет на массоперенос легирующих элементов и зависит от количества водорода, проникающего в поверхностные слои в процессе механоимпульсной обработки.

Ключ. слова: модификация поверхности, нанесение покрытий, импульсно-плазменная детонационная технология, вибронакатывание, керамические, металлокерамические и металлические покрытия
Індекс рубрикатора НБУВ: В372.5 + К57 + К663.07

Рубрики:

Поверхневі явища у твердих тілах

Обробка металів з використанням енергії вибуху

Детонаційне покриття металів

Шифр НБУВ: Ж23022 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Теоретично й експериментально досліджено процес деформації металів під час ультразвукової та низькочастотної ударних обробок. Одержано залежності накопичення деформації від часу, частоти й амплітуди, активаційних параметрів руху дислокацій і температури. Частотну, амплітудну та температурну залежності підтверджено експериментально. Встановлено, що характер деформаційних процесів у випадку багаторазового ударного навантаження здебільшого обумовлений релаксаційними процесами, які відбуваються під час розвантаження між ударами. За допомогою трансмісійної електронної мікроскопії показано, що стадійність деформаційного зміцнення в разі ударних ультразвукової і низькочастотній обробок обумовлена еволюцією дислокаційної структури.

Розглянуто метод розрахунку товщини скін-шару в металах у процесі електроімпульсної обробки, який базується на зміні швидкості охолоджування поверхні зразка після розряду. Одержано числові оцінки параметрів процесу нагріву зразка.

Changes in phase structure and features of distribution and migration of atoms in metals and alloys at treatment by the electrical discharges in a liquid at low temperatures are investigated. The velocities of diffusion and form of concentration profiles are determined depending on temperature, multiplicity of loads, method of pulse effect, structure of an alloy and kind of penetrating atoms. The tendencies to both the atomic mobility decrease with growth of the number of pulse loads and the mobility increase with increase of pulse energy are revealed. The phase structure of a diffusion zone is determined at penetration of nickel, aluminium, carbon and oxygen atoms into iron.

Дисертація присвячена дослідженню й аналізу магнітно-імпульсної обробки товстостінних (s/d=0,1... 0,2) сталевих трубчатих деталей, енергійні і частотні режими обробки котрих відрізняються від відповідних режимів для тонкостінних трубчатих заготовок деталей або трубчатих деталей, виконаних із кольорових металів. Висока енергія електричного імпульсу батареї конденсаторів при неправильному виборі енергетичного режиму може привести до швидкої руйнації оправки або до браку деталей, що виготовляються. Аналіз літературних джерел, виконаний із позиції його застосування для розробки магнітно-імпульсної обробки товстостінних трубчатих деталей вказує на те, що теоретичні питання обробки такого виду деталей досліджувані недостатньо. Тому в роботі проведені теоретичні і експериментальні дослідження динаміки деформування трубчатих сталевих деталей з урахуванням інерційних сил. Математична модель кінематики при магнітно-імпульсній обробці грунтується на рівнянні руху. При допущенні, що швидкість в осьовому напрямку заготовки дорівнює нулю, рівняння руху зведено до нелінійного диференціального рівняння, котре при розкладанні правої частини в ряд Тейлора вирішувалось шляхом подання рішення у вигляді ступінчатого ряду. Результатом розв'язання рівняння є швидкість деформування металу, величина котрої повинна бути меншою за припустиму, тобто меншою за швидкість, при котрій відбувається руйнація оправки. З урахуванням дії інерційних сил покладається, що рух виникає за декілька імпульсів електромагнітного поля, а права частина диференціального рівняння апроксимується функцією, аналогічною функції тиску електромагнітного поля на

Детально розглянуто процес роботи ультразвукового віброударного приводу. Завдяки експериментальним дослідженням уточнено фізичну модель процесу віброударної обробки. Створено математичну модель роботи віброударної частини приводу, а також математичну модель ультразвукового генератора механічних коливань на базі п'єзоелектричного перетворювача. Розроблено методику розрахунку ультразвукових перетворювачів на базі п'єзокераміки для використання в ультразвукових апаратних засобах підвищеної потужності. Наведено результати числового моделювання межі існування віброударного режиму резонансного приводу. Розроблено принципи побудови електричних систем керування ультразвуковими перетворювачами за умов змінного навантаження. Базуючись на результатах здійснених наукових досліджень, з використанням запропонованих методик проектування розроблено вібраційний резонансний привід високої ефективності, який реалізує техології ультразвукової віброударної обробки металів і зварних з'єднань.

Встановлено: за умов високої швидкості деформації, яка супроводжується хвильовим навантаженням металу, що є характерним для електрогідравлічно імпульсної (ЕГІ) процесу, можливо досягти значного підвищення ефективності формування. Доведено, що активація генерації дислокацій спричиняє пластифікацію металу у тому випадку, якщо деформація розвивається у поверхнево-активному середовищі. З'ясовано, що за даних умов можливо збільшити деформацію у 2,5 рази. Значну увагу приділено руйнуванню металу під час досягнення критичної деформації, коли з'являються тріщина та крихкість металу. Розроблено алгоритм управління технологічними показниками, у якому показано фізичний та технологічний взаємозв'язки різних явищ.

У рамках теорії пружності розроблено новий підхід до визначення величини динамічного навантаження стінки труби, необхідної для ефективного зниження зварювальних напружень (ЗН) у кільцевих швах труб, який базується на використанні загального виду залежності деформації стінки циліндричної оболонки від зовнішнього статичного напруження. Створено методи розрахунку оптимальних режимів обробки вибухом (ОВб) труб різного типорозміру. Установлено й аналітично описано залежність ефективності зниження ЗН у кільцевих швах труб за ОВб за режимами, обраними відповідно до розробленої методики, від величини вихідних зварювальних ЗН. Ця залежність дозволяє прогнозувати результати ОВб і коригувати її режими. Запропоновано принципово новий метод зниження ЗН у кільцевих швах труб шляхом створення вибухом попередніх (для зварювання) пластичних деформацій стінки труби, які компенсують деформації, що виникають за наступного зварювання, який дозволяє збільшити продуктивність і ергономічність процесу зниження ЗН обробкою вибухом. Науково обгрунтовано й експериментально підтверджено можливість усунення істотної систематичної помилки, що виникає під час визначення напруженого стану металоконструкцій за методом магнітопружної тензометрії, яка передбачає використання особливості методу вимірювання різниці нормальних напружень.

Дисертацію присвячено питанням розробки обладнання для імпульсної металообробки. Запропоновано принципово новий тип енергоприводу для установок імпульсної металообробки з вільним поршнем (пресгармат), що використовує енергію, якою запасається перегріта рідина (вода). На основі розробленої моделі розгону поршня двофазним середовищем розглянуто енергетичні можливості перегрітої води, проаналізовано вплив її початкових термодинамічних параметрів і геометричних характеристик енерговузла на енергетичні характеристики установки. Запропоновано конструкцію та одержано робочі характеристики ряду систем та вузлів рідинного енергоприводу. Експериментально доведено доцільність застосування даного типу енергоприводу для оснащення установок гідродинамічного штампування.

Визначено профіль соленоїда для магнітно-імпульсної обробки металів. Встановлено, що центральна ділянка головної частини контуру профілю соленоїда визначається розв'язком задачі продовження поля з поверхні оброблюваної заготовки та металізацією однієї з віднайдених ділянок ізоліній поля, а периферійні ділянки - мінімізацією розбіжностей заданого й обчислювального межових розподілів поля. Вдосконалено метод розрахунку профілю масивного провідника або електрода. Спроектовано та виготовлено експериментальний стенд для вимірювання відносного розподілу магнітного поля впродовж твірної циліндричної оброблюваної заготовки. Проведено фізичне моделювання магнітного поля системи соленоїд обчисленої форми - провідна циліндрична заготовка.

Впервые описан комплекс теоретических и экспериментальных исследований, в результате которых созданы конструкции реально действующих инструментов, работающих на притяжение и позволяющих практически устранять вмятины на заданных участках поверхности листовых металлов. Дана информация об индуцированных токах, действии магнитных сил на тонкие металлические пластины, индукторных системах, основанных на естественном притяжении тонкостенных металлов.

Запропоновано нові критерії оцінки ефективності гідрогармати (ГГ), що характеризують далекобійність установки й ефективність передачі кінетичної енергії поршня рідині за втікання в сопло, яке звужується. Необхідність введення нових критеріїв зумовлена вимогами до далекобійності й енергоекономічності установок, які висуваються практичними задачами. Розроблено нову методику комплексної оцінки ефективності ГГ, яка дозволяє виконувати порівняння й оптимізацію пристроїв на якісно новому рівні. Проведено параметричну оптимізацію конкретних ГГ.

Описаны конструкция установок для магнитно-импульсной обработки инструмента, деталей машин и рабочих органов технологического оборудования, методы повышения их надежности. Изложены теория и технология магнитной обработки (МО) инструментов и деталей машин (ДМ), методы снижения остаточных напряжений (ОН) и повышения стойкости режущего инструмента. Проанализированы взаимосвязь магнетизма с трением и разрушением ДМ, влияние МО на уменьшение ОН и смазку деталей в узлах трения, особенности магнитного упрочнения материалов и деталей горных машин. Рассмотрены вопросы разработки новых способов и устройств для МО, конструирования магнитных установок для упрочнения и обработки.

Розглянуто основні види промислових вибухових технологій (ВТ). Наведено сучасні методики розрахунку їх параметрів. Висвітлено питання прогнозування поведінки матеріалів за різних методів вибухового імпульсного навантаження. Розкрито особливості практичного використння ВТ під час руйнування будівель, споруд і конструкцій, проведення земляних робіт, сейсморозвідки та видобутку нафти, в лісовому господарстві. Увагу приділено питанням забезпечення безпеки й ефективності гірничих робіт.