Моделирование и интегрированное проектирование систем индукционного нагрева сопряженных физически неоднородных объектов

• Автор: Базаров, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 343 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Моделирование электромагнитных и тепловых процессов в задачах 26 разработки систем индукционного нагрева

1.1 Индукционная система термомеханических и вибрационных

испытаний дисков и колес турбоагрегатов

1.2 Индукционный нагрев в установках утилизации боеприпасов

1.2.1 Установки периодического действия для выплавки тротила 38 из корпусов артиллерийских снарядов

1.2.2 Установки индукционного нагрева для утилизации 41 взрывателей

1.3 Индукционный нагрев кольцевых изделий перед раскаткой

1.4 Нагрев жидких неэлектропроводных материалов в

индукционных установках непрерывного действия
Выводы
2 Комплексные математические модели процессов в индукционных
системах в задачах проектирования и расчета режимов работы
2.1 Математическая модель электромагнитных процессов в
индукционных системах
2.2 Математическая модель тепловых процессов в индукционных
системах
2.3 Математическая модель гидравлических процессов движущихся
жидких сред
2.3.1 Вязкие несжимаемые течения
2.3.2 Турбулентные течения
2.4 Математическая модель процессов упругой деформации <
Выводы
3 Оптимальное проектирование и синтез оптимальных систем
управления индукционным нагревом физически неоднородных сред

3.1 Методы оптимального проектирования систем индукционного 103 нагрева
3.2 Методы синтеза оптимальных систем управления 110 индукционными установками
Выводы
4 Поиск оптимальных конструктивных параметров и режима работы
индукционной системы нагрева жидких неэлектропроводных
материалов в индукционных установках непрерывного действия
4.1 Математическая модель электромагнитных процессов 122 индукционной системы нагрева многослойных сред
4.2 Математическая модель тепловых процессов системы 124 косвенного индукционного нагрева движущихся жидких сред
4.3 Математическая модель гидравлических процессов движущихся 130 жидких сред
4.4 Оптимальное проектирование конструкции системы косвенного
индукционного нагрева движущихся жидких сред Выводы
5 Интегрированное проектирование систем индукционного нагрева в
задачах утилизации сложных изделий
5.1 Интегрированное проектирование системы индукционного
нагрева установки по расснаряжеишо снарядов
5.1.1 Математическая модель электромагнитных процессов
индукционной системы установки по расснаряжению снарядов
5.1.2 Математическая модель тепловых процессов установки по 152 расснаряжению снарядов
5.1.3 Оптимальное проектирование конструкции индукционного 154 нагревателя установки по расснаряжению снарядов
5.1.4 Алгоритм поиска пространственно-временных параметров 160 индукционной системы по расснаряжению снарядов
5.2 Интегрированное проектирование систем индукционного

нагрева установки для утилизации взрывателей
5.2.1 Установка периодического действия
5.2.1.1 Математическая модель электромагнитных процессов 164 индукционной системы нагрева установки для утилизации взрывателей
5.2.1.2 Математическая модель тепловых процессов 167 индукционной системы нагрева установки для утилизации взрывателей
5.2.1.3 Оптимальное проектирование конструкции 169 индукционного нагревателя для утилизации взрывателей
5.2.2 Установка непрерывного действия
5.2.2.1 Математическая модель электромагнитных процессов 177 индукционной системы нагрева установки для утилизации взрывателей
5.2.2.2 Математическая модель тепловых процессов 178 индукционной системы установки нагрева для утилизации взрывателей
5.2.2.3 Нагрев изделий в зоне термостатирования
5.3 Интегрированное проектирование систем индукционного
нагрева установки по демонтажу дисков с роторов турбин
5.3.1 Математическая модель электромагнитных процессов 192 индукционной системы установки по демонтажу дисков с роторов турбин
5.3.2 Математическая модель тепловых процессов 193 индукционной системы установки по демонтажу дисков с роторов турбин
5.3.3 Интегрированное проектирование конструкции 194 индукционной системы установки но демонтажу дисков с роторов турбин
5.4 Интегрированное проектирование системы индукционного

1.1. Индукционная система термомеханических и вибрационных испытаний дисков и колес турбоагрегатов
Наряду с широким применением индукционных устройств для нагрева и термообработки они успешно конкурируют с другими типами нагревателей в таких нетрадиционных сферах машиностроительного производства, как прочностные и доводочные испытания новых элементов и узлов конструкций газотурбинных двигателей, обеспечивая значительный экономический эффект за счет сокращения сроков проектирования, испытания и внедрения в серийное производство нового оборудования.
Ответственные элементы конструкции турбоагрегатов в процессе работы подвергаются комплексному воздействию термомеханических и вибрационных нагрузок. Повышение надежности и долговечности отдельных узлов и деталей возможно лишь при наличии совершенных технологий испытаний и специализированного оборудования, позволяющих получить достоверную информацию о разрушающем воздействии возмущений, действующих на объект исследования в реальной производственной ситуации.
Воспроизведение реальных нагрузок и полный комплекс исследований прочностных свойств дисков и колес газотурбинных двигателей позволяют создать специализированные автоматизированные стенды, реализующие заданную программу испытаний в реальном или ускоренном масштабе времени [180-186, 190].
На стенде проводятся циклические испытания дисков и колес с целью определения их ресурса, лимитируемого накоплением повреждений из-за малоцикловой усталостной прочности. Схема нагрева диска системой кольцевых индукторов приведена на рис. 1.1.
Диски, препарированные термопарами и тензодатчиками, устанавливаются на подвижной опоре внутри вакуумной бронекамеры, в которой с помощью вакуумных насосов системы вакуумирования создается необходимое разрежение. Циклическое изменение скорости вращения дисков осуществляется с помощью регулируемого электропривода. Одновременно с этим в процессе разгона диска осущесг-