3.Математическая постановка задачи

При импульсном электрическом разряде в жидкости происходит быстрое выделение энергии в канале разряда. В результате давление в канале разряда значительно превышает внешнее, канал быстро расширяется, что приводит к возникновению ударной волны и потоков жидкости. Ударная волна представляет собой скачек плотности среды, распространяющейся от канала со скоростью, превышающей звуковую. Давление на фронте ударной волны в жидкости может достигать десятков килобар. Воздействие этого давления на обрабатываемый объект может вызывать структурную перестройку материала объекта (дробление хрупких материалов, деформацию, упрочнение поверхности и т.д.).

Расчёт давления на фронте ударной волны производят по формуле : ,где U –напряжение(В),I - сила тока(А), s - МЭЗ(мкм),t - время импульса(мкс).

Расчёт времени импульса t(мкс) производится по формуле:

, где f – частота импульсов(КГц). Значение f берём от 110кГц до 440кГц.

4.Описание работы по

Для расчёта давления на фронте ударной волны мною было использовано ПО под названием Microsoft Office Excel 2007 года. В столбец I ,в соответствующие ячейки, мы вводим значения I (промежуток варьирования). Аналогично поступаем со столбцами U,s,t. Далее в столбце Рф, выбираем ячейку, и в неё прописываем формулу для расчёта Рф. Нажимаем клавишу Enter, и данное ПО производит расчёт по введенной формуле и выводит нам ответ в соответствующую ячейку.

5.Моделирование воздействия кпэ на обрабатываемую поверхность.

Исходные данные для расчёта: Генератор импульсов: модель ШГИ 40/400,

Напряжение U (B)	Сила тока I (A)	МЭЗ s (мкм)	Длительность импульса t (мкс)
30…300	1…40	100	1…60

Подставляя данные значения в формулу , получаем:

1) С возрастанием значения силы тока I ,значение давления на фронте ударной волны Рф так же возрастает.(см график 1)

График 1. Зависимость Рф от I

2) С возрастанием значения напряжения U, значение давления на фронте ударной волны Рф так же возрастает.(см график 2)

График 2. Зависимость давления на фронте ударной волны Рф от напряжения U

3)С возрастанием значения длительности импульса t , значение давления на фронте ударной волны Рф так же возрастает.(см график 3)

График 3. Зависимость давления на фронте ударной волны Рф от длительности импульса t

Проанализировав вышеприведённые графики, можно сделать вывод что давление на фронте ударной волны Рф возрастает с увеличением значений силы тока I, напряжения U и длительности импульса t.

6. Разработка рекомендаций

Для разработки рекомендаций, сначала разберёмся что такое ударная волна. В начале разряда канал сжат, поскольку рабочая жидкость, в которой он развивается, практически несжимаема. Поэтому в момент начала разряда образуется «ударная волна» с давлением на фронте, зависящем от скорости нарастания тока. Затем вокруг канала разряда формируется и расширяется газовый пузырь, который заполнен горячим газом. Размеры этого пузыря зависят от параметров разряда, степени взаимовлияния разрядов и свойств рабочей жидкости. Газовый пузырь расширяется до некоторого максимального объёма, а затем схлопывается. Время существования газового пузыря намного больше времени разряда. Следовательно, ударная волна служит для преобразования электрической энергии в механическую. Когда фронт ударной волны достигнет поверхности заготовки, то спустя некоторое время (≈100 мкс) начинается само формообразование. Ударная волна частично отражается, а частично переходит в заготовку, где распространяются продольные и поперечные волны. При отражении ударной волны от заготовки в жидкости возможна кавитация. Абсолютные скорости деформации заготовки превосходят 100 м/с.Оптимальным значением давления на фронте ударной волны считается значение 2000-3000 КПа.[3]

Этому значению давления на фронте ударной волны Рф (2-3МПа) соответствуют значения: сила тока I=10…22 A, напряжение U=180…230 B, длительность импульса t=15…36 мкс.