CC BY
32Сравнение технологических параметров гибки двумя методами
Параметры расчета С постоянным радиусом С переменным радиусом
Р 122 кН 434 кН
М 2 067 Нм 4 345 Нм
8 8i -0,50 -0,43
8е 0,35 0,30
Растяжение Яр -0,7 МПа 3 МПа
Яе 126 МПа 118 МПа
Яь 60 МПа 58 МПа
Сжатие Я -5 МПа -3 МПа
Яе -126 МПа -124 МПа
яь -65 МПа -63 МПа
Результаты расчета показывают, что при гибке волноводной трубы прямоугольного сечения деформации уменьшаются, а сила проталкивания через канал разъемной матрицы и изгибающий момент увеличиваются при изменении радиуса с постоянного на переменный, т. е. по эвольвенте.
Библиографические ссылки
1. Зверинцева Л. В, Колпаков Н. П., Воронова Е. Ф., Кирьянов К. В., Минаев С. П. Гибка волноводов прямоугольного сечения // Решетневские чтения : материалы Междунар. науч. конф. / СибГАУ. Красноярск, 2007. С. 175-176.
2. Сяо Сяотин. Совершенствование технологии гибки труб прямоугольного сечения проталкиванием : дис. ... канд. техн. наук. М., 2004. 178 с.
3. Романовский В. П. Справочник по холодной штамповке. М. : Машиностроение, 1971. 782 с.
References
1. Zverintseva L. V., Kolpakov N. A., Voronova Е. F., Kiryanov K. V., Мinaev S. P. Flexible waveguides rectangular // Reshetnev's reading : materials of the Intern. scient. conf. ; SibSAU. Krasnoyarsk, 2007, p. 175-176.
2. Siao Siaоtin. Improvement of the technology of bending of pipes of rectangular section pushing : dis. ... kand. techn. nauk. M., 2004. 178 p.
3. Romanovsky V. P. Reference book by cold pressing. M., Engineering, 1971. 782 p.
© Зверинцева Л. В., Квятковский И. Ю., Зверинцев В. В., 2013
УДК 621.3(075.3)
УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ И ЕЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ МОЩНОСТЬ
Б. Н. Казьмин, И. В. Трифанов, Д. Р. Рыжов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. E-mail: sibgau-uks@mail.ru
Рассмотрена экспериментальная установка для исследования процессов создания пучков низкотемпературной электронной плазмы и преобразования ее энергии в мощность электрической цепи.
Ключевые слова: электронная плазма, конвекционный ток, ток проводимости, токи электрического смещения, электродуговой плазмотрон.
THE APPARATUS FOR STUDYING PROCESSES OF LOW-TEMPERATURE PLASMA AND ITS CONVERSION INTO ELECTRIC POWER
B. N. Kazmin, I. V. Trifanov, D. R. Ryzhov
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. E-mail: sibgau-uks@mail.ru
The experimental setup for studying the processes of creating beams of low-temperature electron plasma energy and convert it into electrical power circuit is described.
Keywords: electron plasma, convection current, conduction current, the currents of the electric displacement, electric plasma torch.
Поток низкотемпературной плазмы можно получить с помощью электронной пушки с электродуговым плазмотроном [1] и преобразовать в электромагнитный процесс на основе уравнений Максвелла-Лоренца [2; 3]:
тт х dE
rotH = J П +е—;
П dt
dH
rotE = -; divsE = p;div|H = 0
dt
Решетневскуе чтения. 2013
и дифференциального уравнения Пуассона
divgradU = Р = div£,
е
решение которого показывает распределение потенциала создаваемого электрическими зарядами модулируемого рабочей частотой пучка электронной плазмы [3].
U (x, y, z) = (q / 4пег )ejra p,
С учетом конвекционного тока пучка электронной плазмы первое уравнение Максвелла-Лоренца имеет
dE
вид [3] rota = J П + ри + е—. Из этого уравнения
dt
следует, что конвекционный ток (плотность конвекционного тока)
dE
ри = J к = rotH - J - е—, dt
может создать ротацию магнитного поля, плотность тока
dE
проводимости J и плотность токов смещения е—,
dt
где Н - вектор напряженности поля магнитной составляющей электромагнитного процесса; JП - вектор тока проводимости электромагнитного процесса; J к = ри - вектор плотности конвекционного тока электронного пучка, плотность зарядов в пучке и вектор скорости электронов в пучке, соответственно; Е - вектор напряженности электрической составляющей электромагнитного процесса; е и ц - диэлектрическая и магнитная проницаемость среды электромагнитного процесса, соответственно; и(х, у, X) - пространственное распределение потенциала, создаваемое электронным пучком; q = р¥ -электрический заряд в объеме электронного пучка; г - расстояние от центра пучка до исследуемой точки пространства; а р - циклическая рабочая частота системы электропитания экспериментальной установки.
Блок-схема экспериментальной установки для исследования вышерассмотренных процессов представ-лениа на рисунке.
4
Блок-схема экспериментальной установки: 1 - электродуговой плазматрон; 2 - электронная пушка с аксиальным входным анодом, на который подается модулирующее напряжение рабочей частоты а ; 3 -электронный пучок; 4 - преобразователь энергии электронного пучка в магнитную составляющую электромагнитного процесса; 5 - преобразователь Jк в JП ; 6 - преобразователь Jк в ток смещения; 7 - силовой трансформатор - преобразователь; 8 -система электропитания установки, имеющая блок постоянного напряжения и блок переменного напряжения с циклической частотой а
Результаты экспериментальных исследований конвекционных токов порядка 10-3 А при рабочих
частотах 50 Гц и рабочих напряжениях порядка 103 В представлены в [4]. В настоящее время подготавливается установка на конвекционные токи 1-5, рабочей частоты порядка 50 кГц при рабочих напряжениях порядка 103 В.
Библиографические ссылки
1. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Кн. 1. Т. 1. М. : Наука / Интерпериодика, 2000.
2. Большой энциклопедический словарь. Физика. М. : Большая рос. энцикл., 1998.
3. Шимони К. Теоретическая электротехника. М. : Мир, 1964.
4. Казьмин Б. Н., Трифанов И. В., Ковальчук В. Б., Рыжов Д. Р., Хоменко И. И. Экспериментальная проверка перехода энергии взаимодействия электронной плазмы в электромагнитный процесс для создания электроэнергетической технологии // Альтернативная энергетика и экология : междунар. науч. журн. 2012. № 11. С. 87-91.
References
1. The encyclopedia of low-temperature plasma. Book 1, vol. 1 // Science / Interperiodica, 2000.
2. The Great Encyclopedic Dictionary. Physics. M. : The Big Russian Encyclopedia, 1998.
3. Shimoni K. The theoretical electrical engineering. M. : Peace, 1964.
4. Kazmin B. N., Trifanov I. V., Kovalchuk V. B.. Ryzhov D. R. Homenko, I. I. The experimental verification transition energy interaction of the electron plasma in an electromagnetic process to create electricity
technology / The alternative energy and ecology // An intern. scient. journ. 2012. № 11, p. 87-91.
© Казьмин Б. Н., Трифонов И. В., Рыжов Д. Р., 2013
УДК 620.1
ЧИСЛЕННО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КРИТЕРИЯ НУИЗМЕРА ДЛЯ СЛОИСТЫХ УГЛЕПЛАСТИКОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИ КОНЦЕНТРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЙ
Н. А. Коваленко1'2, И. П. Олегин1, П. М. Петров2, В. Н. Чаплыгин2
1 Новосибирской государственный технический университет Россия, 630073, г. Новосибирск, просп. Карла Маркса, 20. E-mail: olegin@craft.nstu.ru
2Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина Россия, 630051, г. Новосибирск, ул. Ползунова, 21. E-mail: natasha_kovalenko@ngs.ru
Численно-экспериментальным методом определяется характерное расстояние по Нуизмеру для слоистых углепластиков с различными концентраторами напряжений. Эксперимент проведен для образцов однонаправленной, типовой, квазиизотропной и сдвиговой укладок на основе монослоев ВКУ-27, ВКУ-27тр и ВКУ-30. Рассмотрены градиенты напряжений от кромки концентратора для случая растяжения образцов, полученные с помощью ANSYS, по которым и определялось характерное расстояние. Результаты исследования приведены в таблице.
Ключевые слова: слоистый углепластик, критерий разрушения, характерное расстояние.
NUMERICAL-EXPERIMENTAL DEFINITION OF NUISMER'S CRITERIA PARAMETERS FOR CARBON FIBER-EPOXY LAMINATE WITH DIFFERENT STRESS CONCENTRATORS
N. A. Kovalenko1,2, I. P. Olegin\ P. M. Petrov2, V. N. Chaplygin2
Novosibirsk State Technical University
20, Karla Marksa prosp., Novosibirsk, 630073, Russia. E-mail: olegin@craft.nstu.ru
2Siberian Aeronautical Research Institute named after S. A. Chaplygin
21, Polzunov str., Novosibirsk, 630051, Russia. E-mail: natasha_kovalenko@ngs.ru
In this paper Nuismer's characteristic distance for carbon fiber-epoxy laminate is determined by numerically experimental approach. Specimens of unidirectional, typical, quasi-isotropic and shearing packing on basis of VKU-27, VKU-27tr and VKU-30 are tested. Numerical stress gradients from concentrator edge for tension case are considered and characteristic distance is defined by the instrumentality of them. Results are listed.
Keywords: carbon fiber-epoxy laminate, failure criteria, characteristic distance.
Среди существующих численно-экспериментальных методов оценки прочности образцов, выполненных из слоистых композиционных материалов, а именно углепластика, наиболее простым в применении является критерий по напряжениям в точке - критерий Нуизмера. Согласно данному критерию разрушение образца с концентратором напряжений (КН) наступает, когда напряжение в образце достигает предела прочности на некотором расстоянии г от точки максимального напряжения. Нуизмер объясняет это положение тем фактом, что в области концентрации напряжений возникает зона растрескивания материала, размер которой характеризуется величиной г [1]. В связи с этим возникает проблема определения этого параметра, зависящего от материала образца.
Данное исследование направлено на отыскание величины этого характерного расстояния с использованием программного комплекса А^У8 и результа-
тов эксперимента, проведенных во ФГУП СибНИА им. С. А. Чаплыгина.
В классической формулировке критерий Нуизмера применяется для оценки прочности образцов с круговыми ненагруженными отверстиями. В настоящей работе предпринята попытка использования критерия Нуизмера для концентраторов напряжений более широкого класса.
В рамках эксперимента проводились испытания на статическую прочность образцов, выполненных из углепластика, со следующими концентраторами напряжений: цилиндрическое незаполненное отверстие (КН2), цилиндрическое заполненное отверстие (КН3), зенкованное незаполненное отверстие (КН4) и зенкованное заполненное отверстие (КН5). Диаметр отверстия составляет 6 мм, геометрические размеры образца (вместе с захватами) - 36*210 мм. Толщина образцов варьируется в зависимости от толщины монослоя
