Тепловиділення у приладах магнітно-імпульсної обробки матеріалів

Анотація

Розглядається проблема аналізу нестаціонарного тепловиділення внаслідок протікання електричного струму у пристроях для магнітно-імпульсної обробки матеріалів. Аналіз доступних джерел інформації дозволив зробити висновок, що велика кількість досліджень у цій галузі присвячено вивченню процесів теплопередачі при технологічних операціях індукційного нагріву. При інших технологічних операціях магнітно-імпульсної обробки матеріалів тепловиділення також є значним. Нестаціонарне неоднорідне температурне поле може призводити до виникнення значних температурних деформацій. Це, у свою чергу, може спричинити втрату працездатності приладу внаслідок руйнування чи необоротного деформування. Адекватне моделювання нестаціонарного поширення температури у разі є обов'язковим етапом під час проведення розрахункового аналізу у процесі проектування технологічних приладів. Запропоновано загальну стратегію визначення поширення нестаціонарного температурного поля за наявності нестаціонарного неоднорідного електромагнітного поля. Запропонована стратегія передбачає загальне розв'язання задач про поширення електромагнітного поля та температурного поля в рамках єдиної розрахункової схеми. Як чисельний метод запропоновано використання методу кінцевих елементів. Метод кінцевих елементів при використанні в подібних задачах дозволяє складати ітераційні процедури, за допомогою яких можна враховувати нелінійні ефекти, пов'язані з впливом температури на електрофізичні властивості матеріалів. Розглянуто завдання послідовного визначення нестаціонарного, неоднорідного електромагнітного поля та нестаціонарного температурного поля у складових матрицях, призначених для електромагнітного пресування порошків надміцних тугоплавких матеріалів. Наведено розподіл деяких кількісних характеристик електромагнітного поля, а також залежність температури від часу.