висимость индукции магнитного поля
В
от силы тока
I
м
в катушках
электромагнита. Значение
В
в зазоре катушек электромагнита было
измерено с помощью измерителя магнитной индукции Ш1-8. Так как
площадь поверхности магнитопровода превышает площадь поверхно-
сти образца примерно в 300 раз, а расстояние между полюсами маг-
нитопровода не превышает их диаметра, то в области фиксирования
формы создается однородное магнитное поле.
На рис. 3,
б
приведена часть схемы экспериментальной установ-
ки, с помощью которой было обеспечено протекание электрического
тока через образец. Для реализации импульсного режима протекания
электрического тока через металл были использованы алюминиевые
электроды диаметром 2,5 мм, которые располагались по высоте фор-
мы. Прямоугольная форма размером 3
×
6,5 мм произвольной высоты
изготовлена из текстолита.
Следует отметить, что форма была нужна лишь для эксперимен-
тального моделирования процесса магнитоэлектроимпульсного запол-
нения. Движение металла в расплавленном состоянии под действием
силы Ампера будет происходить и при свободных боковых поверх-
ностях. Длительность импульса тока через расплав согласовывалась с
временем фазового перехода материала.
Емкость с жидким металлом
1
приводилась в контакт с краем фор-
мы и электродами. Устанавливалось требуемое магнитное поле по то-
ку
I
м
, пропускаемому через катушки индуктивности. Затем включали
ключ
К
и давали выдержку по времени для заполнения расплавом
формы и его затвердевания. Форма электрического сигнала, подава-
емого на катушки электромагнита и расплав, задавалась с помощью
элементов
5
.
Используя уравнение теплового баланса для рассматриваемого
объема металла, находящегося в условиях конвективного теплообме-
на с окружающей средой,
λdm
+
j
2
ρdV dt
=
kS
бок
(
Т
−
Т
0
)
dt
, можно
определить время фазового перехода
dt
=
λγdV
k
(
T
−
T
0
)
S
бок
−
j
2
ρdV
,
где
λ
и
ρ
— удельная теплота и электросопротивление;
k
— коэффици-
ент теплоотдачи.
Время заполнения формы должно быть меньше времени фазово-
го перехода:
τ
6
dt
. В эксперименте время затвердевания составляло
1
,
5
с. Таким образом, необходимо согласовывать параметры внеш-
него воздействия с теплофизическими свойствами образца, окружаю-
щей среды и формы. В данном случае время заполнения формы мож-
но регулировать изменением параметров внешнего воздействия (
I, B
),
82
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2011. № 2
