Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электрогидроимпульсный эффект для динамических испытаний вагонов. Монография
.pdf
111
Выводы
1. На основе анализа существующих критериев подобия и с учетом сфе-
рической симметрии канала разряда были определены основные параметры
экспериментальной модели: U0 = 6,32 кВ, L = 8,54 × 10-5 Гн, С = 25 × 10-6 Ф.
2. Проведена верификация проведенных теоретических исследований и
результатов расчетов на спроектированной и созданной экспериментальной
модели. Максимальное расхождение по механической силе не превысило 12 %.
3. Погрешность воспроизводимости получаемых экспериментально сил
не превысила 8 %.
112
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выполненный комплекс теоретических и экспериментальных исследова-
ний по разработке конструкции электрогидроимпульсного стенда для проведения динамических испытаний позволил констатировать следующее:
1. В результате анализа скоростных характеристик ударной волны и паро-
газовой полости, сделано заключение, что для создания импульса силы от
52,2 кН∙с до 313,3 кН∙с при длительности порядка 0,1 с необходимо использовать парогазовую полость и нивелировать паразитное влияние ударной волны.
2. Разработана математическая модель расширения парогазовой полости
при электрическом разряде в жидкости, в результате расчетных исследований
определены оптимальные значения основных электрических и механических
параметров стенда для создаваемого усилия F = 3,5 МН: зарядное напряжение
U0 = 40 кВ, емкость конденсаторной батареи С = 0,001 Ф, индуктивность разрядного контура L0 = 0,001 Гн ; длина разрядной камеры H = 2 м, ее диаметр
D = 1 м, диаметр поршня d = 0,25 м.
3. Расчетные исследования показали, что для получения наименьшего
давления ударной волны, при конструировании электрогидроимпульсных стендов для динамических испытаний вагонов необходимо отдавать приоритет конструкциям с наименьшим напряжением заряда конденсаторной батареи, максимальным разрядным промежутком, наибольшей индуктивностью и наименьшей
емкостью. Для снижения силового воздействия ударной волны предложено
конструктивное решение, заключающееся в изменении русла гидродинамического течения в разрядной камере.
4. Конструктивной мерой управления силой, действующей на вагон, яв-
ляется установка в разрядной камере эластичной перегородки, что позволяет
управлять параметрами механического импульса и снижать силу, действующую на вагон. Для уменьшения скорости движения поршня и силы воздействия
на испытываемый вагон рекомендовано использование промежуточной массы
поршня (5 000 кг).
5. Проведена верификация проведенных теоретических исследований и
результатов расчетов на спроектированной (с соблюдением критериев подобия)
и созданной экспериментальной модели. Максимальное расхождение по механической силе не превысило 8 %.
6. Развитые в работе аспекты теории, в части методов расчета характери-
стик электрогидроимпульсных процессов, происходящих при электрическом
разряде в жидкости, а именно, параметров ударной волны и гидродинамических течений, могут служить основой при проектировании и создании электрогидроимпульсных установок.
113
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Аленичев, В. А. Взрывающиеся проволочки как источник ударных
волн // Электронная обработка металлов. — 1971. — № 1. — С. 32–35.
2. Арсентьев, В. В. Исследование давлений на стенку трубы при электро-
гидравлическом деформировании / В. В. Арсентьев, Е. Л. Арсентьева,
Ж. Н. Ищенко и др. // Разрядно-импульсная технология. — Киев: Наук. Думка,
1978. — С. 89–97.
3. Арсентьев, В. В. К теории развития канала импульсного электрического
разряда в жидкой среде // Сб. докл. IV Межвуз. Конф. по пробою диэлектриков и
полупроводников, Томск, февр., 1963. — М.: Л.: Энергия, 1964. — С. 199–206.
4. Арсентьев, В. В. К теории импульсных разрядов в жидкой среде //
Прикл. механика и техн. Физика. — 1965. — № 5. — С. 51–57.
5. А. с. 105011 (СССР). Способ получения высоких и сверхвысоких дав-
лений / Л. А. Юткин, Л. И. Гольцова. — Заявл. 15.04.50, № 416898 Опубл. в
Б. И. — 1957. — № 1.
6. Атражев, В. М. Электропроводность плазмы продуктов сгорания угле-
водородных топлив с щелочной присадкой / В. М. Атражев, Б. В. Зеленер,
И. Т. Якубов // Теплофизика высоких температур. — 1978. — № 2. — С. 396–410.
7. Бескаравайный, Н. М. Прикладная гидродинамика электровзрыва /
Н. М. Бескаравайный, В. В. Дыхта, В. Г. Ковалев, В. В. Тульский; Отв. ред.
В. В. Шамко. — Киев: Наукова думка, 1992. — С. 200.
8. Бескаравайный, Н. М. Теоретические основы измерения импульсный
давлений в жидких средах / Н. М. Бескаравайный, В. А. Поздеев. — Киев: Наукова думка. — 1981. — С. 190.
9. Бескаравайный, Н. М. Электрогидроимпульсное упрочнение материалов /
Н. М. Бескаравайный, В. В. Тульский. — Киев: Наукова думка, 1995. — С. 91.
10. Бобиков, В. Е. К вопросу об оптимизации формы электродов и изоме-
торов высоковольтного оборудования / В. Е. Бобиков // Известия ВУЗов. Энергетика. — 1986. — № 5. — С. 28–32.
11. Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытания на прочность и
ходовые качества : РД 24.050.37.95: утв. Начальником Главного упавления по
развитию тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения
02.02.95: ввод. в действие с 01.11.01. — М., 1995. — С. 10.
12. Вовк, И. Т. Управление электрогидроимпульсными процессами /
Вовк И. Т., Друмирецкий В. Б., Кривиций Е. В., Овчинникова Л. Е. — Киев:
Наукова думка, 1984. — С. 188.
114
13. Вовченко, А. И. Измерение импульсных токов и напряжений при элек-
трическом разряде в жидкости: Методические указания / А. И. Вовченко,
В. Н. Цуркин. — Николаев: УГМТУ, 2004. — С. 32.
14. Вовченко, А. И. Исследование электродинамических процессов в цепи
сильноточного разряд в жидкости / А. И. Вовченко, Ю. П. Емец // Техническая
электродинамика. — 1980. — № 4. — С. 36–41.
15. Вовченко, А.И. Управляемые электровзрывные процессы преобразо-
вания энергии в конденсированных средах / А. И. Вовченко, А. А. Посохов. —
Киев: Наукова думка. — 1992. — С. 167.
16. Гаврилов, Г. Н. Разрядно-импульсная технология обработки мине-
ральных сред / Г. Н. Гаврилов, Г. Г. Горовенко, П. П. Малюшевский, А. Г. Рябинин. — Киев: Наукова думка, 1979. — С. 164.
17. Годес, В. Э. Физические основы импульсных преобразователей энергии /
В. Э. Годес, В. И. Иваньшин, А. Г. Рябинин. — СПб: СПГУВК, 1998. — С. 113.
18. Гулый, Г. А. Высоковольтный электрический разряд в силовых им-
пульсных системах / Г. А. Гулый, П. П. Малюшевский. — Киев: Наукова думка,
1977. — С. 176.
19. Гулый, Г. А. Научные основы разрядноимпульсной технологии /
Г. А. Гулый. — Киев: Наукова Думка, 1990. — С. 208.
20. Гулый, Г. А. Оборудование и технологические процессы с использова-
нием электрогидравлического эффекта / под ред. Г. А. Гулого. — М.: Машиностроение, 1977– С. 320.
21. Гулый, Г. А. Пути развития электрогидроимпульсной обработки ме-
таллов давлением // Кузнеч. Штамп. Пр-во. 1976.– №8.– С. 2-3.
22. Дашук, П. Н. Техника больших импульсных токов и магнитных по-
лей / П. Н. Дашук, С. Л. Зайенц, В. С. Комельков, Г. С. Кучинский, Н. Н. Николаевская, П. И, Шкуропат, Г. А. Шнеерсон. — М.: Атомиздат, 1970. — С. 472.
23. Друлис, В. Н. Исследование лучистого теплообмена в двигателях и
элементах летательных аппаратов с диатермическими системами охлаждения :
диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. —
Казань: КАИ, 1973. — С. 117.
24. Зельдович, Я. Б. Физика ударных волн и высокотемпературных явле-
ний / Я. Б. Зельдович, Ю. П. Райзер. — М.:Физметиз, 1966. — С. 686.
25. Иванов, В. В. Подводные искровые разряды / В. В. Иванов, И. С. Швец,
А. В. Иванов. — Киев: Наукова думка, 1982. — С. 192.
115
26. Импульсные процессы в механике сплошных сред : материалы III
Международной научной школы-семинара (6–10 сентября 1999) / отв. редактор
В. М. Косенков. — Николаев: Атолл, 1999. — С. 160.
27. Импульсные процессы в механике сплошных сред : материалы VI
Международной научной школы-семинара (22–26 августа 2005) / ред. коллегия
И. С. Швец, В. В. Шомко, Е. И. Оноприенко, Е. П. Гаврилюк. — Николаев: КП
«Николаевская областная типография», 2005. — С. 154.
28. Карпова, И. М. Компьютерные модели электромагнитных техноло-
гий / И. М. Карпова, В. В. Титков. — СПб.: Изд-во СПбГТУ. — 1999. — С. 201.
29. Ким, К. К. Использование электрогидроимпульсного эффекта для
ударных испытаний вагонов / Ким К. К., Колосовская Н. А. // Наука и техника
транспорта. — 2007. — № 3. — С. 8–15.
30. Ким, К. К. Метод повышения КПД электрогидравлических устано-
вок / Ким К. К., Колосовская Н. А. // Вестник Петербургского государственного
университета путей сообщения. — СПб.: ПГУПС, 2006. — Вып. 3. — С. 140.
31. Кривицкий, Е. В. Динамика электровзрыва в жидкости / Е. В. Кривиц-
кий. — Киев: Наук. думка, 1986. — С. 208.
32. Кривицкий, Е. В. Исследование влияния продуктов взрыва проводни-
ков на характер выделения энергии при высоковольтном разряде в жидкости /
Е. В. Кривицкий // Электронная обработка материалов. — 1973. — № 2. —
С. 68–71.
33. Кривицкий, Е. В. О подобии подводных искровых разрядов /
Е. В. Кривицкий, В. В. Шамко // Журнал технической физики. — 1972. —
Вып.1. — С. 83–87.
34. Кривицкий, Е. В. Переходные процессы при высоковольтном разряде в
воде / Е. В. Кривицкий, В. В. Шамко. — Киев: Наукова думка, 1979. — С. 208.
35. Кучинский, Г. С. Техника высоких напряжений / под ред. Г. С. Кучин-
ского. — СПб: Энергоатомиздат, 2003. — С. 265.
36. Лаврентьев, М. А. Проблемы гидродинамики и из математические
модели / М. А. Лаврентьев, Б. В. Шабат. — М.: Издательство Наука, 1977. —
С. 406.
37. Мазуровский, Б. Я. Электрогидроимпульсная запрессовка труб в труб-
ных решетках теплообменных аппаратов / Б. Я. Мазуровский. — Киев: Наукова
думка,1980. — С. 172.
38. Мак-Даниель, И. Процессы столкновений в ионизированных газах. —
М.: Мир, 1967. — С. 832.
116
39. Малюшевский, П. П. Основы разрядно-импульсной технологии. —
Киев: Наукова думка, 1983. — С. 273.
40. Месяц, Г. А. Импульсная энергетика и электроника. — М.: Наука,
2004. — С. 704.
41. Месяц, Г. А. О возможности использования жидкостных разрядников
в высоковольтных наносекундных импульсных устройствах / Г. А. Месяц,
Г. А. Воробьев // Изв. Вузов. Физика. — 1962. — № 3. — С. 21–23.
42. Методические указания по проведению диагностирования техниче-
ского состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов
(РД 03-421-01). — вып. 17. — М.: Госгортехнадзор России, 2002. — С. 136.
43. Нагава. Исследование КПД процесса при электроразрядной раздаче
труб / Нагава, Ката // J. Jap. Soc. Techn. plast. — 1975. — V. 13. — № 132. —
P. 2. — P. 14–20.
44. Наугольных, К. А. Расчет режима электрического разряда в жидко-
сти // Тр. Акуст. ин-та. — 1971. — № 14. — С. 136–143.
45. Наугольных, К. А. Электрические разряды в воде / К. А. Наугольных,
Н. А. Рой. — М.: Наука, 1971. — С. 155.
46. Новое в разрядноимпульсной технологии : сб. науч. трудов / под ред.
Г. А. Гулого. —Киев: Наукова думка, 1978. — С. 152.
47. Нормы для расчета на прочность и проектирования вагонов железных
дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). — М.: ГосНИИВ-ВНИИЖТ,
1996. — С. 315.
48. Оборудование и технологии высоковольтного разряда в жидкости : сб.
науч. трудов / отв. редактор Б. Я. Мазуровский. — Киев: Наукова думка,
1987. — С. 96.
49. Окунь, И. З. Исследование электрических характеристик импульсного
разряда в жидкости // Журнал технической физики. — 1969. — Вып. 5. —
С. 837–861.
50. Окунь, И. З. Исследование волн сжатия, возникающих при импульс-
ном разряде в воде // Журнал технической физики. — 1971. — Вып. 2. —
С. 292–301.
51. Окунь, И. З. Параметры плазмы в канале импульсного разряда в жид-
кости // Журнал технической физики. — 1971. — Вып. 2. — С. 302–307.
52. Окунь, И. З. Применение методов размерности и подобия к исследо-
ванию импульсного разряда в воде // Журнал технической физики. — 1967. —
Вып. 5. — С. 1729–1738.
117
53. Основные проблемы разрядно-импульсной технологии : сб. науч. тру-
дов / под ред. Г. А. Гулого. — Киев: Наукова думка, 1980. — С.172.
54. Пасечник, Л. Л. Управление сопротивлением плазменного канала
электрического разряда в жидкости: Препринт / АН УССР. Ин-т ядер. Исслед.:
КИЯИ-78-8 / Л. Л. Пасечник, П. Д. Старчик, Г. А.Гулый, О. А. Федорович. —
Киев, 1978. — С. 22.
55. Патент № 57902 Российская Федерация, МПК G 01 M 7/08. Стенд для
проведения ударных ресурсных испытаний вагона. / Ким К. К., Колосовская Н. А.,
Чурков Н. А.; заявитель и патентообладатель: Ким Константин Константинович. — № 2006125343/22 ; заявл. 14.07.06 ; опубл. 27.10.06, Бюл. № 30.
56. Подводный электровзрыв : сб. науч. трудов / под ред. Г. А. Гулого. —
Киев: Наукова думка, 1985. — С. 116.
57. Поздеев, В. А. Импульсные возмущения в газожидкостных средах /
В. А. Поздеев, Н. М. Бескаравайный, В. Г. Ковалев. — Киев: Наукова думка,
1988. — С. 116.
58. Поздеев, В. А. Прикладная гидродинамика электрического разряда в
жидкости. — Киев: Наукова думка, 1980. — С. 192
59. Поздеев, В. А. Электроразрядные генераторы упругих колебаний /
В. А. Поздеев, П. И. Царенко, Б. И. Бутаков, П. П. Малюшевский. — Киев: Наукова думка, 1985. — С. 176.
60. Разработка и внедрение комплексной системы автоматизированного
проектирования вагонов (САПР-ГВ1) : Отчет/МИИТ; руководитель работы
А. Н. Савоськин. — М.; 1983. — С. 17. — № ГР 0183006776.
61. Руденко, Н. С. Исследование электрической прочности некоторых
жидких диэлектриков при воздействии импульсов напряжения наносекундной
длительности / Н. С. Руденко, В. И. Цветков // ЖТФ. — 1965. — Т. 35. —
Вып. 10. — С. 1126–1129.
62. Рябинин, А. Г. Применение электрогидравлического эффекта для ме-
ханизации трудоемких процессов в строительстве / А. Г. Рябинин, Г. Н. Гаврилов, Г. А. Рябинин, Ю. Д. Хромой, В. Э. Годес. — Л.: ЛДНТП, 1985. — С. 24.
63. Синкевич, О. С. Динамика электрического разряда в жидкости /
О. С. Синкевич, А. А. Шевченко. — М.: Препринт ИВТАН № 2. — 1982. — 24 с.
64. Скворцов, Ю. В. Расширение канала искры в жидкости. / Ю. В. Сквор-
цов, В. С. Комельков, Н. М. Кузнецов // ЖТФ. — 1960. — 30. — Вып. 10. —
С. 1165–1177.
65. Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность
при малоцикловых нагрузках : ГОСТ 25859-83. — М.: Госстандарт, 1984. — 14 с.
118
66. Спитцер, Л. Физика полностью ионизированного газа / Л. Спитцер. —
М.: Изд-во иностр. лит., 1957. — С. 270.
67. Теория, эксперимент, практика разрядноимпульсной технологии : сб.
науч. трудов / под ред. Г. А. Гулого . — Киев: Наукова думка, 1987. — С. 200.
68. Теория и практика электрогидравлического эффекта : сб. науч. Тру-
дов / под ред. Г. А. Гулого. — Киев: Наукова думка, 1978. — С. 136.
69. Техника высоких напряжений / под ред. Д. В. Разевига. — М.: Гос-
энергоиздат, 1963. — С. 358.
70. Технологические особенности использования электрического взрыва :
сборник научных трудов / под ред. Г. А. Гулого. — Киев: Наукова думка,
1983. — 140 С.
71. Третьяков, А. В. Управление индивидуальным ресурсом вагонов в
эксплуатации : монография. / А. В. Третьяков. — СПб.: ООО «Издательство
«ОМ-Пресс», 2004. — С. 348.
72. Ушаков, В. Я. Импульсный электрический пробой жидкостей /
В. Я. Ушаков. — Томск: Изд-во ТГУ, 1975. — С. 158.
73. Физика быстропротекающих процессов / под ред. И. А. Златина. —
М.: Мир, 1971. — Т. 1. — С. 519.
74. Физика импульсных разрядов в конденсированных средах : материа-
лы XI Международной научной школы- семинара (август 2003) / отв. редактор
Н. И. Кускова. — Николаев: Атолл, 2003. — С. 148.
75. Физика импульсных разрядов в конденсированных средах : материа-
лы XII Международной научной школы- семинара (август 2005) / ред. коллегия
И. С. Швец, Н. И. Кускова, Е. И. Оноприенко, Е. П. Гаврилюк. — Николаев: КП
«Николаевская областная типография», 2005. — С. 117.
76. Физические основы электрического взрыва : сб. науч. трудов / под
ред. Г. А. Гулого. — Киев: Наукова думка,1983. — С. 136.
77. Царенко, П. И. Гидродинамические и теплофизические характеристи-
ки мощных подводных искровых разрядов / П. И. Царенко, А. Р. Ризун,
М. В. Жирнов, В. В. Иванов. — Киев: Наукова думка, 1984. — С. 149.
78. Чачин, В. Н. Электрогидроимпульсное формообразование с использо-
ванием замкнутых камер / В. Н. Чачин, В. Л. Шадуя, А. Ю. Журавский,
Г. Н. Здор. — Мн.: Наука и техника, 1985 — С. 199.
79. Челноков, И. И. Стенды для испытаний подвижного состава железных до-
рог / И. И. Челноков, В. И Варава. — М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1966. — С. 20.
119
80. Ширмер, А. Электропроводность плазмы / А. Ширмер, У. Фридрих //
Движущаяся плазма / под ред. Е. В. Кудрявцева, В. П. Ионова. — М.: Изд-во
иностр. лит., 1961. — С. 46–78.
81. Эйзенберг, Д. Структура и свойства воды / Д. Эйзенберг, В. Кауц-
ман. — Л.: Гидрометеоиздат, 1975. — С. 280.
82. Электрогидравлические устройства и аппаратура электрогидроим-
пульсных установок : сб.науч.тр. — Киев: Наукова думка, 1981. — С. 148.
83. Электрогидроимпульсная обработка металлов давлением / под ред.
Г. А. Гулого. — Киев: Наукова думка, 1979. — С. 182.
84. Электроразрядные процессы: теория, эксперимент, практика : сб.
науч. трудов / под ред. Г. А. Гулого. — Киев: Наукова думка, 1984. — С. 148.
85. Электрофизические и гидродинамические процессы электрического
разряда в конденсированных средах : сб. науч. трудов / под ред. Г. А. Гулого. —
Киев: Наукова думка, 1987. — С 132.
86. Электрические устройства и аппаратура электрогидроимпульсных
установок : сб. науч. трудов / под ред. Г. А. Гулого. — Киев: Наукова думка,
1981. — С. 148.
87. Энергетическое оборудование высоковольтных импульсных устано-
вок : сб. науч. трудов / под ред. Г. А. Гулого. — Киев: Наукова думка, 1985. —
С. 108.
88. Юткин, Л. А. Электрогидравлический эффект и его применение в
промышленности / Л. А. Юткин. — Л.: Машиностроение, 1986. — С. 253.
89. Якоби, Ю. А. Исследования некоторых характеристик канала подвод-
ной искры восновной стадии разряда / Ю. А. Якоби, С. И. Ивания, А. В. Комин //
Оптика и спектроскопия. — 1980. — № 1. — С. 1–8.
90. Яковлев, Ю. С. Гидродинамика взрыва. — Л.: Судпромгиз, 1961. — С. 316.
91. Lane, T. Description of an electrometer invented by mr. Lane with an ac-
count of some experiments made by him with it, Pilosophical Transactions. — London. — Vol. LVII, 1767. — P. 451–460.
92. Chen Xirong, Wang Ke, Liu Derun, Wu Fengyuan. Characteristics of at-
tenuation of shock waves in barriers of different materials // Rapp / Univ. Trondheim.
Vitens-kapsmus. — 1991. — N1. — P. 75–80.
93. Harith M. A. Palleschi V., Salvett A., Singh D. P., Vaselli M, Dreiden, G. V.,
Ostrovsky Yu. I., Semenova I. V. Dynamics of laser — driven shock waves in water //
J / Appl. Phys. — 1989. — V 66. — № 11. — P. 5194–5197.
94. Held Manfred. Similarities of shock wave damage in air and in water //
Propellents, Esplos. Pyrotechn. — 1990. — V. 15. — № 4. — P. 149–156.
120
95. Legowski Z., Wlodarczyk E. Acoustic theory of shock waves in perfect
gas // J. techn.Phys. — 1988. — V. 29. — № 3–4. — P. 365–375.
96. Ohme W. Beitrag zur Nutzung des electrohydroulishen Effects in der Auf-
bereitung–stechnik // Freiberger Forsch. — Vol. A. — 1968. — № 425. — P. 31–84.
97. Sakamoto I., Higashino F., Holl, R. Focusing of reflected shock waves an-
alyzed by geometrical shock dinamics // Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. B. — 1991. —
V. 57. — № 541. — P. 3071–3077.
98. Takayama, Kazuyoshi, Onobera, Osamu, Obara, Tetsuro, Kuwahara,
Masaaki, Kitayama, Osamu. Underwater shock wave focusing by micro explosions, a
medical application. // B. Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. B. — 1991. — V. 57. —
№ 539. — P. 2285–2292.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]