№ 4 (497) 2024
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Перегляд № 4 (497) 2024 за Автор "Ivanov Artem V."
Зараз показуємо 1 - 4 з 4
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Дослідження характеристик електромагнітних полів методами імітаційного моделювання у багатоелектродних системах із застосуванням суперпозиції струмів при обробці розплавів(2024) Іванов А. В.; Обрубов А. В.; Турти М. В.; Вінніченко І. Л.; Рябенький В. М.; Ушкаренко О. О.; Верещаго Є. М.; Ivanov Artem V.; Obrubov Andrii V.; Turty Marina V.; Vinnychenko Iryna L.; Ryabenkiy Volodymyr M.; Ushkarenko Oleksandr O.; Vereshchago Eugen M.Для поліпшення якості литого металу у технологіях ливарного виробництва виконують обробку розплаву різними електротехнологічними методами. Одним із них є метод кондукційної електрострумової обробки одночасно різними типами струмів (М-С). Такий підхід дозволяє суттєво розширити функціональні можливості обробки розплаву електричним струмом. Але, у цьому випадку виникає проблема врахування різних модифікацій параметрів системи «типи струмів − типи електродних систем». Методи імітаційного моделюванні процесів для М-С дозволяють первинно визначити найбільш ефективні варіанти їх сполучення. Враховуючи складність процесів при М-С, для визначення можливих сценаріїв їх розвитку, на першому етапі логічно застосовувати спрощені підходи до моделювання. Актуальною, при цьому, постає наступна мета досліджень. Методами математичного моделювання в азимутальній 2D постановці визначити особливості розподілу електромагнітного поля та характеристик силового впливу в розплаві ливарного доевтектичного алюмінієво-кремнієвого сплаву при обробці його суперпозицією електричних струмів при використанні багатоелектродних систем. Досліджувалось застосування для одночасної обробки трьох типів струмів: AC, DC та їх суперпозиція (S) при двох типах електродних систем. Дві пари електродів, розташованих на однаковій відстані практично у центрі ємності з розплавом, та різнорознесені пари електродів. Для моделювання використовували систему рівнянь Максвела та Нав’є – Стокса. Отримані результати показали суттєву якісну різницю для випадку чотириелектродної системи у процесі формування як базових електричного і магнітного поля, так і поля дії електромагнітної сили. В усіх випадках спостерігаються суттєво непотенціальні поля. Зміна тільки типу електродної системи дає змогу без додаткових енерговитрат суттєво змінювати просторову конфігурацію електромагнітного поля, а, значить, поля сил та, відповідно, течій. Кількісний аналіз характеристик електромагнітного поля показав, що при одночасному застосуванні AC та DC, на відміну від DC та DC, незалежно від типу електродної системи, у центрі ємності формується коливальний режим з ознаками резонансу для напруженості магнітного поля за рахунок не синфазних різночастотних струмів. Для S та DC імпульсний струм (IS) згладжує низькочастотні коливання DC, збільшуючи амплітуду напруженості магнітного поля. Таким чином, для практичного використання можна рекомендувати застосування струмів AC та DC, а також S та DC. У експериментальній роботі [9] саме ці типи струмів показали суттєве підвищення властивостей виливка.Документ Експериментальне дослідження електричних характеристик розряду при кондукційній електрострумовій обробці розплаву(2024) Іванов А. В.; Турти М. В.; Вінніченко І. Л.; Обрубов А. В.; Рябенький В. М.; Верещаго Є. М.; Ушкаренко О. О.; Ivanov Artem V.; Turty Marina V.; Vinnychenko Iryna L.; Obrubov Andrii V.; Ryabenkiy Volodymyr M.; Vereshchago Yeugen M.; Ushkarenko Oleksandr O.. Метод кондукційної електрострумової обробки (КЕСО) металевого розплаву за допомогою електричних розрядів показав високу ефективність для підвищення якості литого металу. Виконані дослідження, як методами фізичного експерименту, так і математичним моделюванням процесів, які відбуваються при КЕСО, дозволив наразі збудувати основні положення відповідної теорії. Але для подальшого її розвитку актуальною постає задача експериментального дослідження часових залежностей електричних характеристик розряду. Мета роботи − експериментальне визначення електричних характеристик розряду на рідкий метал у RLC-колі, таких як: часові залежності струму, напруги, опору розплаву, потужностей, за різних параметрів розрядного контуру. Визначення к.к.д. перетворення енергії, яка запасається в ємнісному накопичувачі. Дослідження виконано за допомогою спеціально створеного експериментального стенду. Розряд виконували на розплав сплаву АЛ7 при температурі 750 о С. Застосовано вимірювальний комплекс авторської розробки. Компенсацію індуктивної складової напруги зроблено як фізичним, так і математичним методами. Часові залежності активного опору, потужності, розрядної енергії, а також к.к.д. виконано на базі отриманих при вимірюванні часових залежностей напруги та струму. В роботі показано, що збільшення величини розрядної напруги при незмінних ємності кола та частоті слідування імпульсів практично не впливає на амплітудні значення активного опору. Але, при цьому к.к.д. перетворення активної енергії зменшується, що пояснюється зростанням величини реактивного опору. Отримані експериментальні дані дозволять при імітаційному моделюванні комплексу процесів при КЕСО розплаву звузити діапазон варіювання вхідних параметрів, які будуть спиратися на реальні значення електроенергетичних характеристик.Документ Особливості розподілу характеристик термосилового впливу на рідкометалеву систему при застосуванні суперпозиції випрямленого та імпульсного струмів(2024) Іванов А. В.; Петриченко С. В.; Садовий О. С.; Ivanov Artem V.; Petrychenko Serhii V.; Sadovoy Oleksiy S.Принцип методу кондукційної електрострумової обробки полягає у тому, що через розплав за допомогою електродів пропускають електричний струм будь-якого типу: постійний по амплітуді (CC), постійний по знаку (випрямлений) (DC), змінний (AC), імпульсний (PC). Традиційно використовують одне джерело живлення та пару електродів. Останні публікації показали дуже привабливі перспективи до застосування у ливарному виробництві одночасної обробки декількома струмами із застосуванням різних електродних систем. При цьому таких варіантів сполучення може бути декілька десятків, тому його названо поліваріантним. З цього приводу актуальною постає проблема розширення наукових уявлень щодо його застосування, у першу чергу за допомогою дослідження характеристик електромагнітного поля, яке при цьому генерується і яке забезпечує формування вторинних полів − акустичного, теплового та поля течії. Саме їх інтегральна дія потенційно спроможна змінювати термодинамічний стан рідкометалевої системи так, щоб при розливанні та кристалізації забезпечити на фінішній ланці покращення показників якості виливка. Мета роботи. Методами імітаційного моделювання для 2D формату у меридіальній та азимутальній постановці визначити особливості розподілу характеристик термосилового впливу на рідкометалеву систему при застосуванні суперпозиції DC та PC. Методика. Для дослідження процесів у металевому розплаві при його кондукційній електрострумовій обробці окремо постійним та імпульсним струмами, а також їх комбінацією застосовано імітаційне моделювання методом скінчених елементів системи рівнянь Максвела, Нав’є-Стокса, Фур’є у меридіональній та азимутальній постановках. Результати. Отримані дані показали значний вплив частоти струмів на характер зміни у часі характеристик, що досліджувались. Показано, що найактивніший термосиловий вплив притаманний саме суперпозиції імпульсного та випрямленого струмів, за допомогою якого у рідкометалевій системі реалізуються суттєво нелінійні коливальні процеси термосилового навантаження.Документ Імітаційне моделювання електромагнітних та енергетичних характеристик кондукційної електрострумової обробки розплаву(2024) Петриченко С. В.; Іванов А. В.; Садовий О. С.; Petrychenko Serhii V.; Ivanov Artem V.; Sadovoy Oleksiy S.У ливарному виробництві для забезпечення ефективної кристалізаційної здатності розплаву проводиться його підготовка різними технологічними методами. Одним із таким методів є кондукційна електрострумова обробка. При її застосуванні маємо ситуацію, коли термосиловий вплив реалізується інтегральною дією фізичних полів, які генеруються: електромагнітного, теплового, акустичного та поля течій. Для кондукційної електрострумової обробки раніше було показано, що кожна модифікація співставлення джерела струму та типу електродної системи має різні функціональні можливості за рахунок різноваріантного розподілу вказаних полів, а значить і різний термосиловий ефект – позитивно впливати на кристалізаційну здатність розплаву в рідкому стані. Але отримана раніше інформація не є достатньо продуктивною щоб визначити технологічні рекомендації для ефективного застосування кондукційної електрострумової обробки. На наш погляд, з цього приводу потребує додаткового вивчення важливий аспект термосилового впливу – залежність топології та характеристик первинного (базового) електромагнітного поля від типу струму та типу електродної системи. Тому така проблематика є актуальною. Мета роботи – методами імітаційного моделювання у 3D форматі знайти адекватні значення розподілу енергетичних характеристик електромагнітного поля, що генерується у рідкометалевій системі при застосуванні кондукційної електрострумової обробки. Методика. Дослідження виконано імітаційним моделюванням системи рівнянь Максвела для квазістаціонарного наближення та рівняння Фурьє із застосуванням методу скінчених елементів. Результати. Показано, що термосиловий вплив на розплав при кондукційній електрострумовій обробці позначається суттєво неоднорідною топологією електричного, магнітного, силового та теплового полів. Густина характеристик яких найбільша біля пари різнорознесених електродів з ізольованою бічною поверхнею. Встановлено, що застосування для кондукційної електрострумової обробки одночасно двох струмів AC+DC або DC+PC надає можливості суттєво активізувати термосилове навантаження розплаву задля покращення його кристалізаційної здатності у зрівнянні з AC або DC.