Экспериментальное исследование высокоскоростных соударений частиц с преградами
Розглядається постановка експериментів по дослідженню процесів високошвидкісних (до 6 км/с) співударянь пластикових ударників мм-розміру з багатошаровими алюмінієвими мішенями. Отримано данні про картину розльоту продуктів руйнування мішеней. Показано, що у разі тонких (перший шар) екранів в таких...
Saved in:
| Published in: | Геотехническая механика |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53740 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Экспериментальное исследование высокоскоростных соударений частиц с преградами / Б.Г. Жуков, Р.О.Куракин, С.И. Розов, Б.И. Резников, С.В. Бобашев, С.А. Поняев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 173-179. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-53740 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Жуков, Б.Г. Куракин, Р.О. Розов, С.И. Резников, Б.И. Бобашев, С.В. Поняев, С.А. 2014-01-26T23:44:28Z 2014-01-26T23:44:28Z 2012 Экспериментальное исследование высокоскоростных соударений частиц с преградами / Б.Г. Жуков, Р.О.Куракин, С.И. Розов, Б.И. Резников, С.В. Бобашев, С.А. Поняев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 173-179. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53740 534.222.2 Розглядається постановка експериментів по дослідженню процесів високошвидкісних (до 6 км/с) співударянь пластикових ударників мм-розміру з багатошаровими алюмінієвими мішенями. Отримано данні про картину розльоту продуктів руйнування мішеней. Показано, що у разі тонких (перший шар) екранів в таких співударяннях не відбувається повного випаровування пластикового ударника. In this work an experiment on investigation of the process of high-speed (up to 6 km/s) impact of mm-size projectiles on multilayer aluminum plates are presented. A new data on plate breakdown and process of debris cloud formation are presented. It is shown that in the case of thin (first layer) plates in such an impact a full evaporation of projectile does not occur. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Экспериментальное исследование высокоскоростных соударений частиц с преградами Experimental investigation of high-speed so-stress of particles with barriers Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Экспериментальное исследование высокоскоростных соударений частиц с преградами |
| spellingShingle |
Экспериментальное исследование высокоскоростных соударений частиц с преградами Жуков, Б.Г. Куракин, Р.О. Розов, С.И. Резников, Б.И. Бобашев, С.В. Поняев, С.А. |
| title_short |
Экспериментальное исследование высокоскоростных соударений частиц с преградами |
| title_full |
Экспериментальное исследование высокоскоростных соударений частиц с преградами |
| title_fullStr |
Экспериментальное исследование высокоскоростных соударений частиц с преградами |
| title_full_unstemmed |
Экспериментальное исследование высокоскоростных соударений частиц с преградами |
| title_sort |
экспериментальное исследование высокоскоростных соударений частиц с преградами |
| author |
Жуков, Б.Г. Куракин, Р.О. Розов, С.И. Резников, Б.И. Бобашев, С.В. Поняев, С.А. |
| author_facet |
Жуков, Б.Г. Куракин, Р.О. Розов, С.И. Резников, Б.И. Бобашев, С.В. Поняев, С.А. |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Геотехническая механика |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Experimental investigation of high-speed so-stress of particles with barriers |
| description |
Розглядається постановка експериментів по дослідженню процесів високошвидкісних
(до 6 км/с) співударянь пластикових ударників мм-розміру з багатошаровими алюмінієвими мішенями. Отримано данні про картину розльоту продуктів руйнування мішеней. Показано, що у разі тонких (перший шар) екранів в таких співударяннях не відбувається повного випаровування пластикового ударника.
In this work an experiment on investigation of the process of high-speed (up to 6 km/s) impact
of mm-size projectiles on multilayer aluminum plates are presented. A new data on plate breakdown and process of debris cloud formation are presented. It is shown that in the case of thin (first layer) plates in such an impact a full evaporation of projectile does not occur.
|
| issn |
1607-4556 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53740 |
| citation_txt |
Экспериментальное исследование высокоскоростных соударений частиц с преградами / Б.Г. Жуков, Р.О.Куракин, С.И. Розов, Б.И. Резников, С.В. Бобашев, С.А. Поняев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 173-179. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT žukovbg éksperimentalʹnoeissledovanievysokoskorostnyhsoudareniičasticspregradami AT kurakinro éksperimentalʹnoeissledovanievysokoskorostnyhsoudareniičasticspregradami AT rozovsi éksperimentalʹnoeissledovanievysokoskorostnyhsoudareniičasticspregradami AT reznikovbi éksperimentalʹnoeissledovanievysokoskorostnyhsoudareniičasticspregradami AT bobaševsv éksperimentalʹnoeissledovanievysokoskorostnyhsoudareniičasticspregradami AT ponâevsa éksperimentalʹnoeissledovanievysokoskorostnyhsoudareniičasticspregradami AT žukovbg experimentalinvestigationofhighspeedsostressofparticleswithbarriers AT kurakinro experimentalinvestigationofhighspeedsostressofparticleswithbarriers AT rozovsi experimentalinvestigationofhighspeedsostressofparticleswithbarriers AT reznikovbi experimentalinvestigationofhighspeedsostressofparticleswithbarriers AT bobaševsv experimentalinvestigationofhighspeedsostressofparticleswithbarriers AT ponâevsa experimentalinvestigationofhighspeedsostressofparticleswithbarriers |
| first_indexed |
2025-11-25T22:51:32Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:51:32Z |
| _version_ |
1850574933474672640 |
| fulltext |
173
8. Брюховецкий В.В., Пойда В.П., Пойда А.В., Аврамец Д.Р. и др. Механические свойства и структурные
изменения в ходе сверхпластической деформации алюминиевого сплава 6111. Металлофизика и новейшие
технологии. 2009 − Т.31, №9. −, С.1289-1302.
9. Салтыков С.А., Стереометрическая металлография. – М., Металлургия, 1975. – 150 c.
10. Study on the Microstructure and Texture of 3003 Aluminum Sheets Rolled by Laser-Textured Roll. / Chunbo
Cai,1 Zesheng Ji, Huajun Zhang, GuojunWang. // Journal of Metallurgy, Hindawi Publishing Corporation. – Volume
2009. Р.1-6.
11. Mark L., Neil W. Selection of Descriptors for Particle Shape Characterization. Particle & Particle Systems
Characterization. – February, 2003. - Volume 20, Issue 1, p. 25–38.
УДК 534.222.2
Канд. физ.-мат. наук Б.Г. Жуков,
научн. сотр. Р.О.Куракин,
канд. физ.-мат. наук С.И. Розов,
канд. физ.-мат. наук Б.И. Резников,
д-р физ. – мат. наук С.В. Бобашев,
канд. физ.-мат.наук С.А. Поняев
(ФТИ им. А.Ф.Иоффе, Санкт-Петербург)
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ
СОУДАРЕНИЙ ЧАСТИЦ С ПРЕГРАДАМИ
Розглядається постановка експериментів по дослідженню процесів високошвидкісних
(до 6 км/с) співударянь пластикових ударників мм-розміру з багатошаровими алюмінієвими
мішенями. Отримано данні про картину розльоту продуктів руйнування мішеней. Показано,
що у разі тонких (перший шар) екранів в таких співударяннях не відбувається повного випа-
ровування пластикового ударника.
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF HIGH-SPEED SO-STRESS OF
PARTICLES WITH BARRIERS
In this work an experiment on investigation of the process of high-speed (up to 6 km/s) impact
of mm-size projectiles on multilayer aluminum plates are presented. A new data on plate break-
down and process of debris cloud formation are presented. It is shown that in the case of thin (first
layer) plates in such an impact a full evaporation of projectile does not occur.
Защита космических аппаратов (КА) от ударов частиц космического мусора
мм-размера весьма актуальна ввиду их многочисленности [1]. Эти частицы, как
правило, имеют неправильную форму. Поэтому последствия их удара во мно-
гом должны отличаться от сферического удара. Это мотивировало постановку
данной работы. Ее цель – выяснить особенности пробоя тонких пластин (эле-
ментов многослойной защиты КА – «защиты Уипла») ударниками кубической
формы при различной ориентации вектора скорости и граней ударника относи-
тельно поверхности экрана.
Для разгона ударников до высоких скоростей использовался созданный в
ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН [2] «компактный» рельсотрон с плазменным порш-
нем, способный в воздухе при атмосферном давлении разгонять до высоких
скоростей 5-6 км/с пластиковые кубики мм-размера. Этот ускоритель представ-
ляет собой удобный и простой инструмент для экспериментальных исследова-
ний широкого круга задач динамики гиперскоростного полета тел и их взаимо-
действия с преградами. Постановка экспериментов с гиперскоростными телами
174
малых размеров обладает рядом преимуществ, в частности, минимальными за-
тратами на проведение опытов, так как не требует создания дорогостоящих
протяженных баллистических трасс. Типичная теневая фотография полета
ударника (кубик из поликарбоната со стороной 2 мм) в атмосферном воздухе
приведена на рис. 1.
Рис. 1 - Теневая фотография полета ударника (2-мм кубик из поликарбоната)
в атмосферном воздухе. Скорость - 5,7 км/с. Сторона масштабной сетки 10 мм.
Время экспозиции 20 нс.
Опыты проводились при нормальных и косых ударах кубика по мишени. На
рис. 2 изображена составная мишень, расположенная под углом θ к траектории.
Рис. 2 – Схема составной двухслойной мишени.
Обозначения: L' - расстояние между мишенями по линии полета ударника; L
- расстояние между мишенями по нормали; V - скорость пули перед ударом; θ -
угол между вектором скорости и нормалью к поверхности мишени. Экспери-
менты проводились для следующих значений θ = 0°; 30°; 45°; 60°. При нор-
мальном ударе пули о мишень (θ = 0°) L' = L = 50 мм. В эксперименте с θ = 30°
L' = 58 мм (L = 50 мм). В экспериментах с θ = 45° и θ = 60° L' = 50 мм. Толщина
175
первой мишени (экрана), по которой ударял кубик, в большинстве эксперимен-
тов составляла величину 0,5 мм. Ряд экспериментов был поставлен с экранами
толщиной 1,0 мм. На вторую пластину (WP) воздействовала высокоскоростная
струя - факел, образующаяся из осколков материала мишени и материала удар-
ника после его соударения с экраном. Мишени были изготовлены из алюминия.
Схема установки и диагностических методик представлена на рис.3. Диаг-
ностические средства, используемые в эксперименте, включают в себя: 1) из-
мерение скорости полета ударника перед столкновением с мишенью при помо-
щи контактных пленочных датчиков [3]; 2) регистрацию ориентации ударника
в полете; 3) регистрацию процесса разлета продуктов соударения ударника с
мишенью. Ввиду того что ударник в наших экспериментах имеет кубическую
форму, можно было ожидать что картина его взаимодействия с мишенью будет
зависеть от его ориентации на момент соударения. Чтобы учесть этот фактор,
ударник фотографировался на подлете к мишени в двух проекциях. Съемка
проводилась обычными бытовыми фотокамерами, затворы которых открыва-
лись непосредственно перед выстрелом и оставались открытыми на протяже-
нии всего эксперимента. Экспозиция обеспечивалась однократной импульсной
подсветкой двух белых рассеивающих фоновых экранов, расположенных вбли-
зи траектории.
Рис. 3 – Схема постановки эксперимента.
В качестве источника света использовался полупроводниковый лазер с элек-
тронной накачкой (ПЛЭН) с длительностью светового импульса
10 нс. Синхронизация обеспечивалась запуском лазера от сигнала первого пле-
ночного датчика. Для защиты от посторонних засветок (канал рельсотрона и
импульсные лампы) объективы фотокамер были снабжены светофильтрами с
полосой пропускания близкой к спектральной характеристике излучения полу-
проводникового лазера. Для защиты от засветки, вызванной возгоранием в воз-
духе разогретых мелкодисперсных частичек алюминия, выбрасываемых из ми-
шени в момент удара навстречу движению пули, вся установка помещалась в
176
герметизирующую камеру, заполняемую перед экспериментом гелием при ат-
мосферном давлении. Измерение высоких скоростей (V > 1 - 2 км/с) тел
mm-размера представляет весьма сложную задачу. Для этих целей были разра-
ботаны [3] оригинальные тонкопленочные датчики, которые, как показали спе-
циальные эксперименты, практически не влияют на скорость и состояние быст-
ролетящих (V ~ 5 km/s) пластиковых тел mm-размера. Измерение скорости
ударника производилось парой контактных датчиков расположенных на траек-
тории. Первый датчик располагается в 140 мм от выхода из канала рельсотрона.
На траектории перед первым датчиком устанавливаются через равные интерва-
лы четыре диафрагмы с апертурами диаметром 6 мм. Второй датчик располага-
ется вблизи мишени или непосредственно на ней.
Регистрация картины разлета продуктов соударения в области между экра-
ном и WP производилась двумя различными методами. Многокадровая фото-
съемка процесса осуществлялась с помощью СФР-камеры . Эта камера позво-
ляет получить ряд из 240 непрерывно следующих друг за другом кадров. Экс-
позиция каждого кадра, в использованном режиме фотосъемки, составляет
1 мкс. Полное время регистрации составляет таким образом 240 мкс, что дает
возможность довольно подробно отследить весь процесс эволюции облака про-
дуктов соударения. Объект регистрируется на фоне белого матового экрана, ос-
вещаемого импульсной лампой с длительностью вспышки ~300 мкс. В поле
зрения помещена масштабная сетка с размером ячейки 10х10 мм. Фоновый эк-
ран размещается в окне в нижней стенке герметизирующей камеры. Изображе-
ние проецируется в объектив СФР-камеры с помощью плоского зеркала уста-
новленного над смотровым окном, расположенным в верхней стенке гермети-
зирующей камеры. Двух-кадровая теневая фотосъемка производится ориги-
нальной системой с использованием двух импульсных рубиновых лазеров в ка-
честве источников подсветки и оптическим разделением световых потоков от
них на разные фотопластины. Временной интервал между кадрами может зада-
ваться произвольно. Длительность экспозиции каждого кадра определяется
длительностью импульса лазера и составляет 20 нс. Система позволяет полу-
чить в каждом эксперименте две крупномасштабные, хорошо детализирован-
ные фотографии процесса с временным разрешением 20 нс. Съемка произво-
дится через два окна в противоположных боковых стенках герметизирующей
камеры.
Лазерные теневые фото позволяют выявить более мелкие детали в разле-
тающемся облаке осколков, что, однако, не дает возможности в одном экспери-
менте зафиксировать все стадии. Кроме того, при постановке эксперимента в
гелиевой атмосфере размеры используемой камеры не позволяют получать ла-
зерные фотографии при соударениях кубика под углом к поверхности мишени.
Поэтому, теневое фотографирование разлетающегося факела проводилось толь-
ко в нескольких экспериментах, что позволило выявить ряд особенностей, в ча-
стности, наличие нитевидных структур в периферийных зонах факела. Разле-
тающееся облако осколков, даже при нормальном ударе (θ=0), несимметрично,
что, естественно, связано с наклоном в момент удара граней кубика к поверхно-
177
сти первой пластины. Соответственно, на второй пластине наблюдается нерав-
номерное распределение микрократеров.
Типичная СФР-грамма развития пробоя алюминиевой пластины толщиной
0,5 мм, установленной под углом 450 к траектории ударника, 2-мм лексановым
кубиком (V=5,4 км/с) дана на рис.4.
Рис. 4 - СФР-грамма пробоя. Время между кадрами 1 мкс, время экспозиции кадра 1 мкс,
размер ячейки масштабной сетки 10мм×10мм.
Анализ СФР-грамм и эрозионных зон на WP позволил выявить некоторые
особенности высокоскоростного пробоя экранов:
1. Скорость самых быстрых осколков (или головки факела) зависит от ско-
рости соударения. При одинаковых мишенях и углах встречи с пулей увеличе-
ние скорости пули примерно на 10% приводит к заметному изменению времени
достижения быстрыми осколками второй пластины.
2. Факел разлетающихся осколков при ударе под углом существенно неод-
нороден, причем та область, плотность осколков в которой больше, необяза-
тельно имеет наибольшую скорость. Направление полета основной части ос-
колков близко к направлению, по которому летел кубик перед ударом. Однако,
максимальную скорость имеют осколки, летящие в направлении, близком к
нормали к поверхности пластины.
3. Чем большее значение имеет угол встречи θ кубика с мишенью, тем
большая доля осколков разлетается в направлении, близком к нормали к по-
верхности. При одном и том же значении θ направление разлета основной мас-
сы осколков для скоростей удара, различающихся на 15-20%, примерно одно и
то же.
4. Для пуль кубической формы при гиперскоростном ударе в эксперименте
фиксируется неоднородное распределение кратеров от осколков разрушения
первой пластины. Это проявляется, в основном, для тонких мишеней. Чем вы-
ше время взаимодействия (контакта) мишени с пулей до разгрузки, т.е. чем
больше толщина пластины или меньше скорость удара, тем однородней рас-
пределение осколков.
178
Анализ зоны поражения WP-пластины составной мишени разлетом облака
осколков выявил также особенности, которые, по-видимому, ранее в экспери-
ментах по гиперскоростному пробою составных мишеней не наблюдались. На-
ряду с типичными кратерами, которые получаются при высокоскоростном со-
ударении и вызваны мелкими частицами из материала первой пластины (алю-
миний), наблюдаются участки с зонами поражения нитеобразной формы
(рис.5). Увеличенное изображение этих участков позволяет выявить тонкую
структуру - на нитях имеются утолщения - зоны более глубокого поражения.
T – точка пересечения WP начальной траекторией ударника; N - точка пересечения WP нор-
малью к плоскости преграды, проведенной из точки соударения.
Рис.5 – Фотография поверхности WP (алюминий), расположенной на расстоянии 50 мм за
пробиваемым экраном. Скорость ударника 5,15 км/с. Угол столкновения θ = 30°.
Характер нитевидных отпечатков на второй пластине и их интенсивность
зависит от скорости ударника и угла встречи с мишенью. Эксперименты пока-
зали, что имеется также зависимость и от толщины первой пластины - с ее рос-
том их становится меньше и падает также их ширина и глубина. Зоны на второй
пластине, в которых отмечаются нитевидные эрозионные участки, всегда со-
провождаются некоторым темным налетом, хотя области, где присутствуют
только микрократеры, как правило, свободны от него. Тщательный анализ ла-
зерных теневых снимков показал, что в некоторых случаях в разлетающемся
облаке мелкодисперсных частиц можно выявить нитевидные структуры, при-
чем, как правило, они проявляются на периферии факела. По всей видимости,
имеется тесная связь между нитевидными участками поражения второй пла-
стины и этими структурами.
Полученная совокупность экспериментальных данных позволяет выдвинуть
следующее объяснение причины появления нитевидных участков на второй
пластине. В начальные моменты удара кубика по алюминиевой пластине со
скоростью Vk ≥ 2Cл (Сл - скорость звука в поликарбонате) по нему начинает ид-
ти сильная ударная волна (УВ), которая так нагружает материал во фронталь-
ной части ударника, что в волне разгрузки он практически полностью испаря-
ется. Для тонких мишеней разлет материала из образующегося отверстия и раз-
179
грузка фронтальных частей начинаются раньше, чем УВ в кубике достигает его
тыльной части, в силу чего интенсивность УВ падает. В силу этого материал
тыльной части ударника не претерпевает полного испарения и какая-то его
часть сохраняется в виде нитей из расплавленного поликарбоната. При ударе по
второй пластине эти нити и дают характерные отпечатки. Ясно, что неиспа-
рившийся материал из тыльной части при ударе под углом будет иметь вектор
скорости, близкий к первоначальному направлению движения, в силу чего ни-
тевидные участки поражения второй пластины будут сосредоточены в зонах,
близких к точке “Т”. С ростом толщины первой пластины, разгрузка начинается
позже и доля неиспарившегося материала в тыльной части ударника уменьша-
ется. Тот же эффект наблюдается и при больших θ (при θ=60° эффективная
толщина пластины возрастает вдвое). Наблюдается также зависимость интен-
сивности нитевидных зон поражения от начальной скорости ударника. С ее
ростом нитевидные зоны выражены слабее.
В целом можно сделать вывод, что разработанный в ФТИ малогабаритный
рельсовый ускоритель является удобным средством для постановки экспери-
ментов по исследованию высокоскоростных соударений.
Работа была поддержана Программой Президиума РАН П-12 и грантом
РФФИ 09-08-00964-а.
Статья подготовлена по материалам доклада IX Международной научной
конференции «Импульсные процессы в механике сплошных сред» (15-19 авгу-
ста 2011, г.Николаев).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. А.М.Микиша, Л.В.Рыхлова, М.А.Смирнов. Загрязнение космоса. Вестник РАН, 2001, т.71, в.1, с.26-31.
1. Б.Г.Жуков. Компактные рельсовые ускорители плазмы и твердых тел (Обзор). Материалы Международ-
ной научной конференции “Физика импульсных разрядов в конденсированных средах”, Николаев, 17-21 авгу-
ста 2009, с.101-103.
1. Э.М.Дробышевский, Б.Г.Жуков, В.А.Сахаров. Измерение высоких скоростей тел малых геометрических
размеров. Письма в ЖТФ, 1993, т.19, №17, с.44-47.
180
УДК 621.745.56:621.7.044.4
Канд. техн. наук А.В. Мельник,
д-р техн. наук В.М. Грабовый,
д-р техн. наук А.В. Иванов
(ИИПТ НАН Украины, Николаев)
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО
ГЕНЕРАТОРА УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ
ДЛЯ ЭЛЕКТРОГИДРОИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ
МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
За результатами чисельних та експериментальних досліджень проведено систематизацію
і описано конструктивні особливості електророзрядного генератора пружних коливань, ви-
значено їхній взаємозв’язок з ефективністю дії. Запропоновано рекомендації щодо подаль-
шого удосконалення електророзрядного генератора пружних коливань.
TECHNOLOGICAL POSSIBILITIES OF ELECTRO-DISCHARGE
GENERATOR OF ELASTIC OSCILLATIONS FOR
ELECTROHYDROPULSE TREATMENT OF METALS AND ALLOYS
Upon the results of numerical and experimental research the systematization is compiled and
design features of electro-discharge generator of elastic oscillations are described; their intercon-
nection with the influence efficiency is ascertained. Recommendations are offered for further
improvement of electro-discharge generator of elastic oscillations.
В современных условиях металлургического передела проблема повышения
качества литого металла решается путем активной электрогидроимпульсной
обработки (ЭГИО) расплава металлов и сплавов при использовании электро-
гидравлических модульных установок [1–3]. Важнейшим технологическим уз-
лом таких установок является электроразрядный генератор упругих колебаний
(ЭРГУК). Принцип работы ЭРГУК основан на использовании эффектов, прояв-
ляющихся при высоковольтном электрическом разряде в воде. В общем случае
ЭРГУК представляет собой разрядную камеру мембранного типа, заполненную
рабочей жидкостью. Разрядная камера выполнена в виде толстостенного ци-
линдра с верхним жестким и нижним упругим основаниями. Между электро-
дом, расположенным на оси камеры, и упругим основанием происходит элек-
трический разряд. При этом в рабочей жидкости камеры возникает волна дав-
ления, которая деформирует нижнее основание. В свою очередь, нижнее осно-
вание передает энергию волноводу, погруженному в ковш с расплавом. Таким
образом, возмущения от волновода генерируют в жидком металле нестацио-
нарное поле давлений, которое инициирует в расплаве физические процессы,
оказывающие положительное воздействие на качество структуры отливок. Об-
щая схема обработки изображена на рис.1. Фотография установки модели УВ12
для ЭГИО пяти тонн расплава представлена на рис. 2.
Ударно-волновое воздействие при ЭГИО – это эффективный способ созда-
ния экстремальных состояний исходного вещества, в результате которого су-
щественно изменяется структура и свойства расплава, что обеспечивает полу-
чение новых свойств материалов в литом изделии. Конечный результат ЭГИО в
значительной степени определяется условиями протекания высоковольтного
разряда в ЭРГУК, которые зависят от его конструкции. Вместе с тем, научных
результатов, отражающих современный уровень разработок ЭРГУК, опублико-
|