Скачати повний текст

Розглянуто магнітно-імпульсні технології зовнішнього рихтування елементів автомобільних кузовів. Розкрито фізичну сутність магнітно-імпульсного притягання листових металів. Охарактеризовано індукторні системи для магнітно-імпульсного притягання феромагнетиків і немагнітних металів. Описано конструктуцію індукторної системи для видалення вм'ятин в сталевих обшивках автомобілів. Подано інформацію про індукційні індукторні системи прямокутної геометрії, магнітно-імпульсні комплекси, інструменти для зовнішнього усунення вм'ятин. Розкрито особливості та переваги зовнішнього рихтування автомобільних кузовів з використанням енергії електромагнітних полів.

Розглянуто історичні аспекти розвитку та використання магнітно-імпульсної обробки металів у різних галузях промисловості. Здійснено аналіз наявних теоретичних та експериментальних напрацювань у досліджуваній сфері. Проведено фізико-математичне обгрунтування протікання вихрових струмів і магнітних полів у плоских листових тонкостінних металевих заготовках. Теоретично доведено перспективність переваги практичного використання низькочастотних струмів перед високочастотними. Розроблено та виготовлено індукційну індукторну систему для експериментальних досліджень реальних електромагнітних процесів у широкому діапазоні робочих частот струмів, достатніх для якісних вимірів амплітуди генеруючих сигналів та індукованих полів і струмів. Теоретично та експериментально досліджено можливості варіанта циліндричної індукторної системи з додатковим екраном, що забезпечує притягнення визначеної ділянки тонкостінної металевої заготовки.

Висвітлено фізичну сутність та історію розвитку магнітно-імпульсної обробки металів. Описано найбільш ефективні магнітно-імпульсні технології, які застосовуються в сучасному промисловому виробництві. Розкрито особливості обробки металів з використання енергії електромагнітних полів. Увагу приділено індукторним системам як інструментам для магнітно-імпульсної формовки елементів автомобільних кузовів. Подано інформацію про холодну магнітно-імпульсну зварку, індукторні системи для формування кутів в обшивці автомобілів і для з'єднування елементів автомобільних рам.

Наведено відомості про магнітно-імпульсну обробку листових металів, історичні аспекти її появи, фізичну суть, обладнання та особливості інструментів. Увагу приділено притяганню як способу зовнішнього рихтування кузовних елементів автомобіля. Подано перелік найбільш ефективних технологій іншого фізичного принципу дії, що знайшли використання в сучасному автопромисловому виробництві. Розкрито сутність як джерел потужності - магнітно-імпульсних установок, так і індукторних систем - інструментів магнітно-імпульсного впливу. Наведено розрахунки електромагнітних процесів, що дозволяють здійснити вибір ефективних конструкцій інструментів та графічний матеріал, який ілюструє результати обчислень. Представлено експериментальну апробацію проведених обчислень як інструментів, так і магнітно-імпульсних установок. Наведено приклади застосування магнітно-імпульсних систем у промисловості країн Європи та США.

Проведено теоретичний аналіз теплових процесів в системі для індукційного нагрівання, що виконана у вигляді плоского кругового багатовиткового соленоїда і розміщена над тонкостінним листовим немагнітним металом. Одержано розрахункові залежності для температури нагрівання кругової області листового металу. За одержаними аналітичними співвідношеннями проведено розрахунок індукційного нагрівання. Визначено час індукційного нагрівання немагнітних металевих зразків залежно від частоти поля, що збуджується.

Викладено фізичні основи механіки: кінематику, динаміку матеріальної точки та обертального руху, елементи релятивістської механіки, статики, механіки суцільних середовищ. Розглянуто основи молекулярної фізики і термодинаміки: молекулярно-кінетичну теорію, елементи класичної статистики, термодинамічні потенціали, теплові властивості твердих тіл, реальні гази, розчини, рідини.

Приділено увагу класичній електродинаміці. Розглянуто питання, пов'язані з виникненням, розповсюдженням і взаємодією з речовиною світла. Подано інформацію про квантово-механічну теорію атомів. Охарактеризовано методи спостереження та реєстрації радіоактивних випромінювань і частинок.

Індукційний нагрів - це фізичне явище, що базується на генерації джерела Джоуль-Ленцевої теплоти в металі об'єкта за рахунок струмів Фуко. Останні наведено зовнішнім змінним електромагнітним полем. Індукційний нагрів застосовується у багатьох ремонтних технологіях, де необхідно виконувати швидкий локальний нагрів металевих об'єктів. За допомогою установок індукційного нагріву можна прискорювати демонтажні роботи, при виконанні ремонтних операцій. Наведено огляд існуючої пропозиції установок індукційного нагріву. Розкрито принцип альтернативного застосування індукційного нагріву для виконання різноманітних задач технологій ремонту. Розглянуто застосування індукційного нагріву для видалення незначних вм'ятин у металевих корпусних поверхнях, зняття лакофарбового покриття, а також полегшення демонтажу різьбових з'єднань, що піддавались значному впливу корозії. Запропонована альтернативне схемне рішення для побудови складової системи індукційного нагріву - джерела змінної напруги високої частоти, що матиме мінімальну вартість за рахунок спрощення схеми та максимального використання його ресурсу. Наведено короткий аналіз режиму роботи вузла перетворення частоти з зазначенням оптимальної умови роботи. Проведено математичне модулювання струму, що генерує запропонована установка індукційного нагріву. Приведено джерело змінної напруги для системи індукційного нагріву, що розроблено в Лабораторії електромагнітних технологій ХНАДУ.

Надано аналітичний огляд публікацій з проблеми одержання "вільної" енергії з ефіру в навколишньому просторі, вперше сформульованої Ніколою Тесла. Відзначено, що основною невирішеною задачею є вилучення "вільної" енергії (енергії "резонансу") і подача її в навантагу.

Мета дослідження - практична апробація інструмента магнітно-імпульсної обробки металів (МІОМ) - циліндричної індукторної системи з екраном, що притягає, на прикладі зовнішнього безконтактного вирівнювання деформованих ділянок поверхонь кузовів автомобілів. Використання технологій МІОМ в операціях зовнішнього видалення вм'ятин (ВВ) на поверхні автомобільних кузовів, а саме на дверях автомобіля, за допомогою індукторної системи з екраном, що притягає, - інструмента МІОМ. Успішно апробовано спосіб зовнішнього безконтактного вирівнювання деформованих ділянок поверхні автомобільних кузовів. Практично реалізовано керований (дозований) силовий магнітно-імпульсний вплив, що дає змогу здійснювати контрольоване деформування листового металу в зоні обробки при ВВ циліндричною індукторною системою з екраном, що притягає. Висновки: експериментально продемонстровано практичні можливості ВВ на поверхні двері автомобіля індукторною системою з екраном, що притягає, - ефективним інструментом магнітно-імпульсної обробки листових металів. Продемонстровано на практиці переваги зовнішнього безконтактного рихтування з використанням технологій МІОМ, яке не потребує, на відміну від відомих аналогів, розбирання на елементи з метою обов'язкового доступу з внутрішньої сторони вм'ятини, що вирівнюється, і це значно скорочує витрати часу на операцію і дає можливість зберегти лакофарбове покриття.

Розглянуто підходи до оцінки обсягів деревних відходів для подальшої їх переробки як кормової добавки для тварин. Обгрунтовано та визначено найбільш доцільні способи подрібнення деревної сировини хвойних і листяних порід, яка забезпечує зоотехнічні вимоги до подрібненої сировини зі зниженими витратами енергії. Встановлено залежності ефективності процесу подрібнення від конструктивно-технологічних параметрів подрібнювача.

Проведено експериментальну апробацію "індукторної системи з екраном, що притягає" із зовнішнім збудженням за допомогою багатовиткового кругового соленоїда, у виробничій операції з безконтактного видалення вм'ятин у зразках листових металів. Принцип дії інструменту притягання за низьких частот надає змогу мефективно проводити операцію притягання металів будь-якої фізичної природи.

Розкрито зміст фізичних законів, понять і явищ, які пояснюють фізичну картину світу. Висвітлено різні етапи розвитку фізики як науки. Подано інформацію про види механічного руху, закон збереження повної механічної енергії, кінематику обертального руху, основні поняття гідродинаміки. Увагу приділено хвильовим процесам в механіці, типам кристалів, енергії магнітного поля, космічному випромінюванню.

Розглянуто циліндричну індукторну систему з внутрішнім коаксіальним соленоїдом, обмотка якого виконана у вигляді біфіляра. Фізико-математична модель запропонованої системи передбачає такі умови роботи, коли зовнішній індуктор вимкнений, його витки виконані з металу з високою електропровідністю досить щільно прилягають один до одного, так що їх внутрішню поверхню можна вважати суцільною й ідеально провідною. У витках біфілярної обмотки з металевої стрічки протікає гармонічний струм. На підставі розрахункових співвідношень для напруженостей збуджених полів одержані числові оцінки характеристик електромагнітних процесів. Проведено аналіз випадку, коли струми в кожній з гілок-жил біфіляра спрямовані в протилежні сторони. Розглянуто різновиди поперечних і поздовжніх розмірів системи, а також варіанти підключення однієї або двох обмоток біфіляра. Показано, що інтегральний магнітний потік у внутрішній порожнині цієї системи, незалежно від її конструктивних особливостей, дорівнює нулю і, відповідно, індуктивність усієї системи в цілому рівна нулю. Магнітний потік в системі з біфіляром сконцентрований в порожнині між обмотками, що пояснюється позитивною суперпозицією односпрямованих векторів індукції збуджених полів. Зміни геометрії й кількості компонентів дозволяють варіювати характеристики радіальних розподілів електромагнітних полів в розглянутій індукторній системі. Одержані числові оцінки для характеристик збуджених магнітних полів в реальній і вперше запропонованій в роботі конструкції індукторної системи будуть корисні для вибору робочих конструкторських рішень нових схем обладнання магнітно-імпульсної обробки металів. Запропонована методика аналізу дозволить провести відповідні експериментальні дослідження, а також розрахунок і аналіз електромагнітних процесів в індукторних системах, де біфілярні котушки розміщують над циліндричними соленоїдами, що є вельми цікавим під час формування нових схем обладнання для магнітно-імпульсної обробки металів.

Проведено вивчення впливу мультикольорового світлодіодного освітлення на ріст і продуктивні показники індиків батьківського стада. Як контроль використовували освітлення за допомогою люмінесцентних ламп тепло білого світла та освітлення за допомогою стандартизованих ламп розжарювання. Відмічено тенденції до позитивного впливу світлодіодного освітлення на прирости живої маси у індичок в період з 20 до 30-тижневого віку, несучість в продуктивний період, зменшення питомих витрат кормів в розрахунку на 1 кг приросту живої маси та 10 шт. отриманих яєць. Застосування запропонованої системи світлодіодного освітлення також сприяло зниженню витрат електроенергії на освітлення в 8,3 разу - у порівнянні із застосуванням ламп розжарювання, та в 2,1 разу - у порівнянні з застосуванням люмінесцентних ламп.

Проведено аналіз електромагнітних процесів, що протікають в індукторній системі з біфілярною котушкою, а також чисельні оцінки характеристик збуджених струмів в умовах високої інтенсивності діючих полів. Задля вивчення електромагнітних процесів в тонкостінних обмотках біфіляра, на відміну від їхніх масивних реалізацій, застосовується строгий математичний підхід із застосуванням методів теорії електромагнітного поля. Чисельні оцінки проведено за допомогою отриманих аналітичних залежностей. Показано, що амплітуда струму, індукованого в біфілярній обмотці експериментальної моделі розглянутої індукторної системи, у відношенні до струму збудження не перевищує 10 - 15 %, що значно менше можливого максимуму 50 %. Відзначено, що радіальний розподіл індукованого струму у біфілярній обмотці, на відміну від рівномірного розподілу струму збудження в індукторі, має зростаючий характер від внутрішнього до зовнішнього радіусу біфілярної обмотки. Отримані результати дають змогу оцінити рівень ефективності щодо вибору конструктивних рішень для нових елементів обладнання в магнітно-імпульсній обробці металів.

Мета досліджень - аналіз та оцінки характеристик електромагнітних процесів у запропонованій плоскій прямокутній системі, що складається з тонкого соленоїда-індуктора, розміщеного між гілками біфіляра - тонкостінними багатовитковими котушками. Проведено аналіз електромагнітних процесів і отримано оцінки збуджених струмів. Показано, що за мінімального проміжку між обмотками соленоїда-індуктора і біфіляра функції збуджуючого струму і струму, індукованого в обмотках біфіляра, однакові, а амплітуда останнього максимальна і дорівнює половині амплітуди струму в індукторі. Доведено, що запропонована система має практично незмінну форму і амплітуду індукованого струму в широкому діапазоні геометричних параметрів, що варіюються. Відзначено мінімальний вплив полів індукованих струмів на процеси в соленоїді-індукторі і мінімальні втрати під час знімання індукованого сигналу з обмоток біфіляра. Фізично перше пояснюється асиметрією збуджуваного магнітного поля відносно площини соленоїда-індуктора, друге - істотним зниженням паразитної міжвиткової ємності за рахунок тонкостінності обмоток біфіляра. Отримані результати дають змогу дати практичні рекомендації у процесі вибору конструкторських рішень для елементів нових схем обладнання в магнітно-імпульсній обробці металів.

Запропоновано найпростішу схему пасивного електронного перетворювача реактивної потужності на активну, що складається з двох індуктивно пов'язаних паралельного і послідовного резонансних контурів. Визначено умови, дотримання яких мінімізує вплив запропонованої схеми на процеси в джерелі реактивної потужності за максимуму струму в навантаженні перетворювача. Розраховані параметри реальної схеми, яка дозволяє здійснити практично без втрат перетворення реактивної потужності на активну за умови мінімального впливу на струм в джерелі.

Розглянуто плоску індукторну систему з круговим соленоїдом, розташованим між масивними добре провідними об'єктами. Така конструкція спрямована не тільки на підвищення ефективності інструменту магнітно-імпульсних технологій, і на зниження енергетичних витрат на виконання заданої виробничої операції. Інтегруванням рівнянь Максвелла з використанням інтегральних перетворень Лапласа та Фур'є - Бесселя в наближенні ідеальної провідності металевих об'єктів, що підлягають обробці, аналітично отримано математичну модель системи. В межах поставленої мети отримано розрахункові співвідношення та проведено теоретичний аналіз електромагнітних процесів у плоскій індукторній системі з круговим соленоїдом, що розміщений між масивними добре провідними об'єктами, а також проведено числові оцінки взаємного впливу збуджувальних і індукованих струмів. Результати аналізу електромагнітних процесів показали, що для незмінності силових показників запропонованого інструменту магнітно-імпульсного штампування необхідна відповідна корекція амплітуди збуджувального струму в обмотці соленоїда - джерела діючих електромагнітних полів.