The 11 reference contexts in paper R. Arutjunjan V., Р. Арутюнян В. (2016) “Моделирование воздействия сильноточного импульса на электрод с учетом нелинейностей характеристик материала и фазовых переходов // Simulation of High-current Pulse Effect on the Electrode with Nonlinear Material Characteristics and Phase Transitions Taken into Account” / spz:neicon:technomag:y:2016:i:4:p:139-155

  1. Start
    1677
    Prefix
    Ключевые слова: металлический электрод, сильноточный импульс, электрическое поле, температурное поле, расчет, сквозной метод Введение В теории электрических контактов, плазмотронов, электросварки и т.д является актуальной задача расчета электрического и температурного полей с учетом нелинейностей электро- и теплофизических свойств материала, фазовых переходов и других факторов
    Exact
    [1- 4]
    Suffix
    . Теоретические основы тепловых процессов, подобных тем, что возникают при воздействии сильноточного импульса на металлические электоды были заложены в работах Рыкалина Н.Н., Буткевича Г.В., Белкина Г.
    (check this in PDF content)

  2. Start
    2019
    Prefix
    Теоретические основы тепловых процессов, подобных тем, что возникают при воздействии сильноточного импульса на металлические электоды были заложены в работах Рыкалина Н.Н., Буткевича Г.В., Белкина Г.С. и других исследователей. Аналогичными являются модели взаимодействия излучения с веществом в процессах лазерной обработки материалов
    Exact
    [1-4]
    Suffix
    . В предлагаемой статье результаты отмеченных исследований развиваются на основе сквозного «энтальпийного» метода, позволяющего эффективно учитывать нелинейности теплофизических характеристик материала, фазовые переходы (плавления, испарения), радиационное и конвективное охлаждения поверхности материала. 1.
    (check this in PDF content)

  3. Start
    3275
    Prefix
    При математическом моделировании рассматриваются три этапа теплового процесса: нагрев материала до температуры плавления (твердая фаза); нагрев расплава и дальнейшее проплавление твердой части материала (жидкая фаза); начало интенсивного испарения и кипения материала (фаза испарения и кипения). В статье для целей компьютерного моделирования применялся численный метод сквозного счета
    Exact
    [9-13]
    Suffix
    , основанный на преобразовании многофазной задачи Стефана к «энтальпийному» виду с сосредоточенной теплоемкостью. Краевая задача для уравнения теплопроводности имеет вид: (1) (2) , при . (3) На оси симметрии ( ): Уравнение (1) – квазилинейное уравнение
    (check this in PDF content)

  4. Start
    5301
    Prefix
    Толщина испаренного слоя zисп(t) определялась как интеграл: . 1.3 Модель электрического поля Электрический потенциал является решением краевой задачи для квазигармонического уравнения
    Exact
    [1-6]
    Suffix
    : (4) В исследовании рассматривались два основных вида краевых условий для уравнения (4): (5а) Или (5б) В (5а) предполагается, что ток в токовом пятне распределен равномерно.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    5786
    Prefix
    В (5б) в токовом пятне электрический потенциал принимает постоянное значение, что соответствует задачам теории электрических контактов (как известно, линии тока перпендикулярны контактной площадке)
    Exact
    [1,4]
    Suffix
    . Условие на бесконечности: , при . На оси симметрии ( ): Подобная термо-электрическая задача решалась в [5], но без детального учета фазовых переходов и для одного варианта краевых условий.
    (check this in PDF content)

  6. Start
    5942
    Prefix
    В (5б) в токовом пятне электрический потенциал принимает постоянное значение, что соответствует задачам теории электрических контактов (как известно, линии тока перпендикулярны контактной площадке) [1,4]. Условие на бесконечности: , при . На оси симметрии ( ): Подобная термо-электрическая задача решалась в
    Exact
    [5]
    Suffix
    , но без детального учета фазовых переходов и для одного варианта краевых условий. В [5] дополнительно учитывался термоэлектрический эффект Томсона, но как установлено в рассматриваемом исследовании, вклад этого эффекта весьма незначителен. 2.
    (check this in PDF content)

  7. Start
    6030
    Prefix
    Условие на бесконечности: , при . На оси симметрии ( ): Подобная термо-электрическая задача решалась в [5], но без детального учета фазовых переходов и для одного варианта краевых условий. В
    Exact
    [5]
    Suffix
    дополнительно учитывался термоэлектрический эффект Томсона, но как установлено в рассматриваемом исследовании, вклад этого эффекта весьма незначителен. 2. Конечно-разностный метод и алгоритм решения Область интегрирования – бесконечная, потому целесообразно применение неравномерной сетки.
    (check this in PDF content)

  8. Start
    9329
    Prefix
    Применимость такого варианта метода исследовалась на конкретной практически важной задаче теории электрических аппаратов. О трудностях, связанных с учетом в МКР сосредоточенной теплоемкости, отмечено в аналитическом обзоре
    Exact
    [13]
    Suffix
    . 3. Результаты моделирования 3.1 Исходные данные Свойства материалов на практике, как правило, отличаются значительной нелинейностью характеристик. В данной статье соответствующие характеристики материала (температурные зависимости и пр.) заданы настолько точно, насколько позволили литературные источники.
    (check this in PDF content)

  9. Start
    10013
    Prefix
    Это связано с тем, что материалы на основе железа – стали, являются наиболее употребительными из металлов как в промышленности в целом, так и в области разнообразных технологий (например, сварка стальных пластин и т.п.). При этом железо характеризуется сильной нелинейностью теплофизических характеристик
    Exact
    [7,8]
    Suffix
    . Основные теплофизические параметры железа, учитываемые в расчетах: плотность (при н. у.) - 7874 кг/м³; температура плавления - 1812 K (1538,85 °C); температура кипения - 3134 K; удельная теплота плавления - 247,1 кДж/кг; удельная теплота испарения - 6088 кДж/кг; теплоемкость при н.у. - 444 Дж/(кг·К); теплопроводность - (300 K) 80,4 Вт/(м·К); молярная масса - 55,847 г/моль.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    10688
    Prefix
    Удельная теплоемкость железа, как и любого другого элемента, определяется его структурой и изменяется в зависимости от температуры; среднее значение теплоемкости железа при 0-1000°С равно 640,57 Дж/(кг·К). Зависимость теплоемкости железа от температуры характеризуется выраженной нелинейностью
    Exact
    [8]
    Suffix
    . Таблица 1 Значения теплоемкости железа для различных интервалов температур Т, К Т, °С Тип решетки С, кДж/(кг∙моль∙град) С, кДж/(кг∙град) 273...1033 0...760 α 17,50082 + 24,78586∙10-3∙Т 0,31335 + 0,4438∙10-3∙Т 1033...1181 760...908 β 37,6812 0,6747 1181...1674 908...1401 γ 7,70371 + 19,51049∙10-3∙Т 0,1397 + 0,3493∙10-3∙Т 1674...1810 1401...1537 δ 43,96140 0,7870 1810...1873 1537...1600 Жид
    (check this in PDF content)

  11. Start
    11758
    Prefix
    Вблизи температуры плавления имеют место следующие скачки параметров железа: теплоемкость – от 450 до 710 Дж/(кг·К), теплопроводность – от 17 до 29 Вт/(м·К), температуропроводность примерно от 3·10 –6 до 8·10 –6 м³/с
    Exact
    [7]
    Suffix
    . Характерный размер расчетной области, длительность и величина токового импульса были выбраны типичными для электрических контактов: Площадь и радиус токового пятна на поверхности электрода: Параметры конечно-разностного метода выбирались в соответствии с требованиями точности: , , = 10 –6 .
    (check this in PDF content)