Аналитическая оценка магнитно-импульсного деформирования сплава TiNi

Е.С. Остропико, С.И. Кривошеев, С.Г. Магазинов показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 26 августа 2020; Исправлена: 19 ноября 2020; Принята: 19 ноября 2020
Цитирование: Е.С. Остропико, С.И. Кривошеев, С.Г. Магазинов. Аналитическая оценка магнитно-импульсного деформирования сплава TiNi. Письма о материалах. 2021. Т.11. №1. С.55-60
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-1-55-60

Аннотация

Схема магнитно-импульсной установки для испытаний на растяжение.Метод магнитно-импульсного нагружения — это метод создания коротких импульсов давления, длительностью в несколько микросекунд. Хотя метод известен еще с 80‑х годов, как правило, его применяют для определения закономерностей при разрушении непроводящих материалов. К сплавам с памятью формы подобные схемы практически не применялись, за исключением отдельных работ, посвященных испытанию проволочных образцов на трехточечный изгиб. Мы адаптировали метод, который используется для исследования механики разрушения материалов, для одноосного деформирования на примере образцов из сплава TiNi. В работе продемонстрирована схема магнитно-импульсного нагружения для одноосного растяжения, проведена аналитическая оценка величины магнитного давления, создаваемого магнитно-импульсными драйверами под действием импульса тока, деформации в рабочей части образца и скорости деформирования. Для возможности аналитического решения сопротивление материала внешним усилиям предлагается рассматривать как кусочно-линейное приближение к диаграмме деформирования. Расчет деформации показал качественное и количественное соответствие с экспериментом, даже на образцах из сплава TiNi с весьма характерной диаграммой деформирования. Экспериментально оценить скорость на коротких импульсах нагружения в 6 – 7 мкс — задача нетривиальная. Тем не менее, в первом приближения аналитическая оценка показывает, что при рассмотренной схеме нагружения процесс деформирования в среднем развивает скорость до 6 700 с−1, а на отдельных участках оценивается в 10 000 –12 000 с−1. Таким образом, имея в распоряжении только параметры материала и параметры импульса тока можно аналитически с неплохой точностью оценить величину деформации материала и получить первичную оценку скорости деформирования.

Ссылки (17)

1. V. Psyk, D. Risch, B. L. Kinsey, A. E. Tekkaya, M. Kleiner, J. Mater. Process. Technol. 211 (5), 787 (2011). Crossref
2. V. A. Glushchenkov, V. F. Karpukhin. Technology of Magnetic-Impulse Materials Processing. Samara, Publishing House “Fedorov” (2014) 193 p. (in Russian) [В. А. Глущенков, В. Ф. Карпухин. Технология магнитно-импульсной обработки материалов. Самара, издательский дом «Федоров» (2014) 193 с.].
3. V. A. Glushchenkov. Key Eng. Mater. 684, 511 (2016). Crossref
4. T. Aizawa, M. Kashani, K. Okagawa. Welding Journal. 86, 119 (2007).
5. Yu. V. Batygin, E. A. Chaplygin, O. S. Sabokar. Elektroteh. elektromeh. 5, 35 (2016). Crossref
6. S. Krivosheev, S. Magazinov, D. Alekseev. MATEC Web Conf. 145, 05006 (2018). Crossref
7. N. V. Korovkin, S. I. Krivosheev, S. G. Magazinov, V. K. Slastenko. Int. J. Mech. 9, 293 (2015).
8. K. R. Chandar, W. G. Knauss. Int. J. Fract. 20, 209 (1982). Crossref
9. J. R. Asay, T. Ao, T. J. Vogler, J.-P. Davis, G. T. Gray III, J. Appl. Phys. 106, 073515 (2009). Crossref
10. S. G. Magazinov, S. I. Krivosheev, Yu. E. Adamyan, D. I. Alekseev, V. V. Titkov, L. V. Chernenkaya. Mater. Phys. Mech. 40, 117 (2018). Crossref
11. G. I. Kanel, S. V. Razorenov, V. E. Fortov. Joint 20th AIRAPT - 43th EHPRG. Karlsruhe, Germany (2005) 119921.
12. G. I. Kanel, S. V. Razorenov, G. V. Garkushin, A. S. Savinykh. J. Phys. Conf. Ser. 946, 012039 (2018). Crossref
13. Y. Meshcheryakov, A. Divakov, N. Zhigacheva, G. Konovalov. Proc. Struct. Int. 2, 477 (2016). Crossref
14. G. G. Savenkov, Yu. I. Meshcheryakov, B. K. Barakhtin, N. V. Lebedeva. J. Appl. Mech. Tech. Phys. 55, 896 (2014). Crossref
15. V. A. Morozov, Yu. V. Petrov, V. D. Sukhov. Tech. Phys. 64 (5), 642 (2019). Crossref
16. J. R. Xu, H. P. Yu, C. F. Li. J. Mater.Eng.Perform. 22 (4), 1179 (2013). Crossref
17. A. Gruzdkov, S. Krivosheev, Yu. Petrov, A. Razov, A. Utkin. Mater. Sci. Eng. A. 481 - 482, 105 (2008). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование

1. Российский фонд фундаментальных исследований - 19-32-60035
2. Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого - Project 5 –100