Разработана система автоматического управления электродной системой электрогидроимпульсной установки с асинхронным электроприводом. Проведен анализ динамики, определены параметры, влияющие на характер поведения системы. Даны рекомендации по выбору параметров системы управления, обеспечивающих требуемое качество переходных процессов.

The automatic control of electro-hydro pulse installation with asynchronous electric drive was developed. The analysis of dynamics of developed system was done. The conditions of system's behavior change were defined. The recommendations of determination of parameters which provide required quality of transients were given.

Проведено числовий розрахунок та аналіз електротеплових процесів під час обробки гранул за допомогою іскроерозійного методу. Досліджено умови максимального руйнування матеріалу гранул, за яких варіюються величина потужності теплового потоку, що поглинається гранулою, та тривалість імпульсу струму. Показано існування оптимальної тривалості струму, яка відповідає найбільшому об'єму руйнування гранули за умови фіксованого рівня теплової енергії, що підводиться.

Рассмотрены особенности применения высокочастотных транзисторных преобразователей в качестве источника анодного тока электронно-лучевых пушек с подогреваемым катодом. На основе анализа электромагнитных процессов показано преимущество использования таких преобразователей по сравнению с традиционными сетевыми источниками электропитания.

Виконано розрахунок та аналіз температурного поля за об'ємом гранули у разі дії на неї теплового потоку з боку електроіскрового контактного проміжку, що утворюється за умов протікання розрядного імпульсного струму в гранульованому середовищі. Проведено порівняння розрахункових даних з аналітичним розв'язком для теплопередачі у напівнескінченне тіло з тепловим поверхневим джерелом обмеженої дії. Визначено об'єми матеріалу гранули, що розплавляється та випаровується, залежно від потужності теплового потоку, який впливає на гранулу. Знайдено граничні значення тривалості імпульсу струму, у разі яких забезпечується максимальне проплавлення гранули. Вивчення теплових явищ у гранулах за допомогою розробленого підходу дозволяє визначити умови теплового контролю та регулювання технологічних процесів електроерозійної обробки гранульованих матеріалів.

З використанням методу скінченних елементів і сім'ї простих однокрокових алгоритмів запропоновано методику числового моделювання процесу індукційної обробки електропровідних вісесиметричних тіл з урахуванням температурної залежності фіико-механічних властивостей матеріалу, пружно-пластичного характеру деформування та нелінійної залежності індукції магнітного поля від його напруженості. Як приклад розглянуто процес індукційної обробки скінченного сталевого циліндра.

Рассмотрены типы сенсорных устройств и физико-химические основы формирования электрохимического отклика химически и биологически активных поверхностных слоев. Описаны материалы, применяемые для изготовления чувствительных слоев, методы закрепления биологически активных компонентов. Особое внимание уделено наноструктурированным материалам в хемо- и биосенсорике. Сделан обзор важнейших областей применения, отмечены достижения и перспективы развития сенсорики.

Розвинуто теорію електротехнічних систем іскрової обробки неоднорідних провідних середовищ. Розроблено нові енергоефективні методи регулювання динамічних параметрів таких систем на підставі визначення взаємозв'язків просторово-часових і електричних характеристик розряду, їх залежностей від параметрів розрядного кола, характеристик навантаження та зовнішніх впливів. Досліджено режими та визначено умови формування нестабільних і повторюваних розрядів між струмопровідними гранулами у рідині, а також умови узгодження іскрового навантаження з параметрами розрядного контуру. Визначено часові залежності розрядного струму від зарядної напруги та ємності нагромаджувача. Установлено закономірності розширення розрядної плазми та взаємозв'язок радіуса та перетину плазменного каналу з електричною потужністю на ділянці її зростання. Розроблено фізичні моделі впливу газових включень, висоти шару, діаметра та пересування гранул на характерний розмір локальних іскрових каналів і концентрацію продуктів ерозії у розрядній зоні. Визначено умови гідродинамічної взаємодії активованих контактних проміжків. Обгрунтовано доцільність використання нових методів регулювання динамічних параметрів, а саме: площі зняття матеріалу з поверхні гранули, об'єму плазми й області дії на гранулу теплового потоку та методів інтенсифікації об'ємної міграції іскрових розрядів і видалення іскроерозійних порошків впродовж одиничного імпульсу.

Рассмотрены вопросы численного моделирования движения мелких заряженных частиц в вязкой несжимаемой среде под действием гравитационного и электростатического полей.

На основании экспериментальных данных и анализа физических процессов при искроэрозионной обработке гранулированных токопроводящих сред создана параметрическая модель эквивалентного электрического сопротивления таких сред. В предложенной модели учтены фазы возникновения, развития и угасания искровых каналов, обусловленные динамикой генерации и рекомбинации свободных носителей заряда в них.

Розроблено методику дослідження електронного потоку стрічкової форми, яка складається з частин зондування електронного потоку та дослідження зон термічного впливу на металевій і скляній поверхнях. Досліджено залежності просторово-енергетичних характеристик стрічкового електронного потоку від технологічних параметрів.

Разработана концептуальная схема методологии оценки фрактальных свойств обрабатываемых поверхностей. Определение указанных свойств поверхностей осуществляется на основе применения современного цифрового программного обеспечения и методов сканирующей зондовой микроскопии. Фрактальность поверхности оценивается по значениям показателя Херста H, а уровень интенсивности фрактальности - по видоизмененной диаграмме Пирсона.

Применение информационных технологий в изучении и моделировании электроразрядных процессов даст возможность более широко внедрять электроразрядную технологию в промышленность.

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж614

Рубрики:

Електрична, електрохімічна обробка. Електронна технологія

Шифр НБУВ: Ж26618 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто перспективні матеріали та процеси в таких напрямах розвитку технічної електрохімії, як електрохімічні джерела струму, гальванотехніка, захист від корозії, електрохімічні сенсори, сучасні електрохімічні та споріднені технології. Проаналізовано вплив графітових матеріалів на електричні характеристики літій-іонних конденсаторів. Розглянуто електроліти для суперконденсаторів на основі диметилсульфоксиду та тетраалкіл-амонієвих солей, бінарні електроліти для підвищення продуктивності піритового катоду. Розкрито особливості квантово-хімічного моделювання механізмів реакцій відновлення кисню на неплатинових каталізаторах. Увагу приділено медіаторному каталізу катодного відновлення діоксиду азоту, хімічному синтезу наноструктурованих систем з хемочутливими властивостями, кінетиці переносу води через катіонообмінні мембрани. Розглянуто можливості електродіалізу молочної сироватки із застосуванням органо-неорганічних мембран.

На основі розробленої математичної моделі опису термомеханічних процесів в електропровідних тілах, що мають різну здатність до намагнічування та поляризації за умов дії електромагнітного поля, запропоновано підхід до комп'ютерного моделювання електромагнітних, теплових і механічних полів у феромагнітних тілах. Наведено результати досліджень режимів високотемпературної індукційної обробки тіл із різних феромагнітних матеріалів. Показано, що шляхом вибору частоти електричного струму на етапі нагрівання і умов подальшого охолодження можна формувати в тілах залишкові напруження, близькі до заданих, або зменшувати тривалість процесу термообробки виробів за обмежень на напруження.

The article considers the basic energy characteristics of a wire Pierce electron-beam gun, which used for microprocessing of dielectric materials in vacuo. The aim of the work is to determine the optimal regimes of electron-beam microprocessing of dielectric materials by studying the volt-ampere characteristics of the wire Pierce electron-beam gun. In the methodical part of the scientific work, a technological experiment with electron-beam microprocessing of dielectric surfaces is proposed, and also identified and studied the operating modes of the Pierce electron-beam gun in depending on their energy characteristics. As a result, the analysis of the obtained results of electron-beam microprocessing of surfaces of dielectric materials makes it possible to increase the reproducibility of the results of such treatment in terms of purity and residual nanorelief by 18 - 25 %. The comparison of the results of experimental electron-beam microprocessing of dielectrics with the results of their laser processing made it possible to establish a decrease in the residual microroughness of the surface of the optical glass K8 by 17 - 27 times with electron-beam microprocessing and by 12 - 14 times with surface laser treatment. Wherein, surface laser processing does not allow to eliminate the undulation of the surface, which is related to the specificity of the interaction of the laser beam with the surface of the optical material, whereas, when processing by the ribbon-shaped electronic stream such undulation does not appear. Conclusions and analyzed data obtained in the article based on the results of experimental studies can be used to optimize the technological regimes of electron-beam microprocessing in the production of micro-optics products, integrated optics, microelectrooptics, nanoelectronics, etc.

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж614 + З996

Рубрики:

Електрична, електрохімічна обробка. Електронна технологія

Інфрачервона техніка

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто останні роботи щодо застосування інтенсивних імпульсних електронних пучків для поверхневого оброблення металів, стопів, металокерамічних і керамічних матеріалів. Зазначено переваги використання електронних імпульсних пучків у порівнянні з променями лазера, потоками плазми, іонними пучками. Проаналізовано перспективні напрями використання електронно-пучкового оброблення: вигладжування поверхні, позбавлення від поверхневих мікротріщин із одночасною зміною структурно-фазового стану поверхневого шару для створення високопродуктивних технологій фінішного оброблення відповідальних металевих виробів складної форми із титанового стопу Ti - 6Al - 4V і титану, криць різноманітного класу, твердого стопу WC-10 ваг.% Co, алюмінію; видалення мікрооблоїв і мікрозадирок, що утворюються під час виготовлення прецизійних прес-форм (криця SKD11) і біомедичних виробів (стоп Ti - 6Al - 4V); фінішне оброблення поверхні прес-форм і штампів; поліпшення функціональних властивостей металічних біоматеріалів: неіржавійної криці, титану та його стопів, стопів на основі нікеліду титану, що виявляють ефект пам'яті форми, стопів маінію; оброблення виробів медичного призначення й імплантатів; формування поверхневих стопів для потужних електродинамічних систем; поліпшення характеристик лопаток авіаційних двигунів і лопаток компресорів; формування термобар'єрних покриттів, що наносяться на поверхню камер згоряння; підвищення утомного ресурсу криць і стопів; зміцнення поверхні катання рейок. Показано, що за правильного вибору параметрів процесу, таких як пришвидшувальна напруга, густина енергії пучка електронів, кількість імпульсів і тривалість імпульсу, можливий ретельний контроль і/або маніпулювання характеристиками структурно-фазового стану та властивостей поверхні. Зазначено, що для поліпшення властивостей матеріалу та тривалості експлуатації виробів з нього важливим чинником є модифікування структури з метою формування субмікро- та нанорозмірного зерна (або субзеренної структури).

Відомо, що магнітно-імпульсна обробка електропровідних немагнітних тонколистових матеріалів допомагає знизити залишкові напруження, особливо в зварних з'єднаннях. Це пов'язано з магнітопластичним і електропластичним ефектами. Задля створення таких ефектів в немагнітних електропровідних матеріалах зі зварними з'єднаннями пропонується індуктор з імпульсним магнітним полем, П-подібним магнітопроводом і з провідниками-трубками задля можливості активного охолодження обмотки. Такий індуктор дає змогу індукувати імпульсні струми високої щільності в провідних немагнітних тонколистових матеріалах зі зварними з'єднаннями. Досліджуються параметри індуктора - активний опір і індуктивність в квазістаціонарному режимі. Порівнюються параметри, що розраховані в двовимірній і тривимірній моделях. Електромагнітне поле розраховується з використанням рівнянь Максвелла і методу скінченних елементів. Параметри лобових частин обмотки визначаються різницею параметрів тривимірної і двовимірної моделей індукційної системи. Опір розраховується в пазі, зовнішньої частини обмотки і на лобових частинах обмотки окремо. Виконано розрахунок параметрів індукційної системи з феромагнітним магнітопроводом і тонколистовим немагнітним сплавом АМг6 для різних значень комплексної амплітуди струму в обмотці. Додатково виконано розрахунок параметрів як без магнітопроводу, так без немагнітного оброблюваного металу. Виконано кількісне порівняння параметрів тривимірної моделі з двовимірною. Досліджено активний опір і індуктивність лобових частин індуктора, що розраховані за відомими аналітичними виразами.

Присвячено вдосконаленню електророзрядного обладнання, що використовується для обробки речовин сильно струмовим підводним іскровим розрядом. Проведено аналіз здобутих властивостей матеріалів та рідин залежно від електричних параметрів розрядного кола, розмірів міжелектродного проміжку, конструкцій електрогідравлічних реакторів і тиску в реакторі. Запропоновано технологічні рекомендації щодо вдосконалення обладнання та процесів електрофізичного впливу на матеріали і рідкі середовища. Удосконалено математичну модель щодо дослідження ранньої стадії розвитку іскрового каналу потужного іскрового розряду в парі води та в парогазовій оболонці. Вперше виявлено можливість швидкої (5 - 20 с) зміни окислювально-відновного потенціалу рідин в бік від’ємних значень з помірним підвищенням водневого показника. Проведено діагностику зміни фізико-хімічних властивостей води. Визначено склад та розміри частинок, що утворюються під час електричної ерозії електродів, запропоновано хімічну схему їх впливу на властивості води. Виявлено можливість подрібнення матеріалів, що моделюють відпрацьоване ядерне паливо, з метою вдосконалення методів його переробки. Оптимізовано параметри розрядного кола та реактора для подрібнення гумовотехнічних виробів у середовищі рідкого азоту. Доведено можливість обробки та зменшення розмірів зерен металів, що переплавляються в вакуумно-дугових пічках під впливом механіко-акустичних імпульсів, які утворюються високовольтними потужними підводними іскровими розрядами.