Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электрогидроимпульсный эффект для динамических испытаний вагонов. Монография
.pdf
51
для варианта 1; на рис. 3.8–3.13 — для варианта 2. Здесь u и i — напряжение и
ток в системе, Phd — гидродинамическое давление в разрядной камере, disp —
перемещение поршня, W0 — запасаемая энергия в конденсаторной батареи, W –
энергия, выделенная в канале разряда и E — энергия, переданная в энергию
гидродинамического движения, pmeh — механический импульс, переданный
испытываемому вагону, FF — воздействующая на вагон сила.
Рис. 3.2. Зависимости тока и напряжения (вариант 1)
Рис. 3.3. Давление в разрядной камере (вариант 1)
52
Рис. 3.4. Перемещение поршня (вариант 1)
Рис. 3.5. Энерговыделение в системе (вариант 1)
53
Рис. 3.6. Механический импульс, переданный испытуемому вагону
(вариант 1)
Рис. 3.7. Сила, действующая на испытуемый вагон (вариант 1)
54
Рис. 3.8. Зависимости тока и напряжения (вариант 2)
Рис. 3.9. Давление в разрядной камере (вариант 2)
55
Рис. 3.10. Перемещение поршня (вариант 2)
Рис. 3.11. Энерговыделение в системе (вариант 2)
56
Рис. 3.12. Механический импульс, переданный испытуемому вагону
(вариант 2)
Рис. 3.13. Сила, действующая на испытуемый вагон (вариант 2)
57
Результаты расчетов, представленные на рис. 3.8–3.13, демонстрируют
возможность создания в этой системе импульса, передаваемого в испытуемый
вагон, близкого к требуемой величине (52,2–313,3 кНс). Однако при использо-
вании режима быстрого ввода энергии на поршень действуют силы 7×108 Н
(рис. 3.7), существенно превосходящие допустимые величины (3,5 × 106 Н). В
случае медленного ввода энергии силы, действующие на поршень, почти на два
порядка меньше (рис. 3.13), чем при быстром вводе энергии. Но и в этом случае
имеет место кратковременное превышение амплитудой силы допустимого значения. Эффективность передачи энергии батареи в механическое движение
поршня существенно больше в режиме быстрого ввода энергии (рис. 3.5, 3.11).
Формируемое в разрядной камере давление в этом случае близко к 0,7 ГПа
(рис. 3.3), что почти на 2 порядка превосходит давление при медленном вводе
энергии (рис. 3.9).
Даже при сравнительно низкой эффективности передачи энергии в случае
медленного ввода удается получить силовые характеристики, близкие к требуемым.
3.2. Расчет схемы разрядной камеры с двойной перегородкой
Известным подходом для расширения диапазона управляемости параметрами импульса давления в процессе гидроимпульсной штамповки является
установка в камере эластичной перегородки (одно или двухслойной) [83].
Известно использование перегородок при штамповке, причем ход рабочего инструмента составлял величину порядка 20–30 см.
В процессе моделирования рассмотрен вариант камеры с установленной
двухслойной перегородкой, пространство внутри которой заполнено воздухом.
В этом случае энергия гидропотока, частично расходуется на работу сжатия
воздуха, находящегося между перегородками. К использованной в предыдущей
главе системе уравнений в этом случае добавлено уравнение состояние воздуха,
находящегося между перегородками:
0
0
V
PP
V
=
, (3.1)
где P0, V0 — начальные значения давления и объема;
— показатель адиабаты воздуха.
Очевидно, что в качестве наполнителя объема между перегородками могут быть использованы и другие материалы, например, пористый полиуретан.
Инерционные и прочностные характеристики самих перегородок в расчете не учитывались в виду их малой массы. Жесткость системы перегородок
58
принималась равной нулю, так как предел упругости резины существенно
меньше реализуемых в камере давлений. Расчетная схема приведена на рис.
3.14.
M1
H
2
O H
2
O
ВОЗДУХ
Рис. 3.14. Расчетная схема разрядной камеры с двойной перегородкой
Рассмотрим два варианта:
Вариант 1 (быстрый ввод энергии). U0 = 1,5 × 104 В, С = 4,5 × 10
-3
Ф,
L = 1 × 10
-5
Гн, D = 1 м, H = 2 м.
Вариант 2 (медленный ввод энергии).
U0 = 1,5 × 104 В, С = 4,5 × 10
-3
Ф,
L = 1 × 10
-3
Гн, D = 1 м, H = 2 м.
На графиках, показанных на рис. 3.15–3.20 приведены расчетные зависимости параметров, определяющих процесс формирования ударных воздействий
для варианта 1; на рис. 3.21–3.26 — для варианта 2.
Рис. 3.15. Зависимости тока и напряжения (вариант 1)
59
Рис. 3.16. Давление в камере (вариант1)
Рис. 3.17. Перемещение поршня (вариант 1)
60
Рис. 3.18. Энерговыделение в системе (вариант 1)
Рис. 3.19. Механический импульс,
переданный испытуемому вагону (вариант 1)
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]