Автоматизированная лабораторная установка для разработки методов электроимпульсной обработки металлов
УДК 53.087.45
Аннотация
Электроимпульсная обработка металлов и сплавов находит применение во многих областях науки и техники, позволяя целенаправленно воздействовать на их структуру и свойства. В частности, сообщается о возможности повышения коррозионной стойкости, залечивания микро- и макротрещин, снижать пружинение при штамповке листовых заготовок. Несмотря на многочисленные применения электроимпульсной обработки, до сих пор ведутся научные дискуссии о физической природе взаимодействия электрического тока высокой плотности с дефектами кристаллического строения металлических материалов. Это заставляет проводить экспериментальные исследования на модельных образцах, например, на проволоках или пластинах. В данной работе представлен обзор известных технических решений по совершенствованию экспериментальной базы изучения электроимпульсной обработки металлов на проволочных образцах, а также описана оригинальная лабораторная установка, разработанная авторами. В представленной лабораторной установке автоматизировано измерение и сбор всех параметров процесса, что ускоряет проведение работ и повышает надежность измерений за счет исключения человеческого фактора.
Скачивания
Литература
Troitskii O.A. Electromechanical Effect in Metals // JETP Letters. l969. No. l. P. l8-22.
Авторское свидетельство № 393939 Аl СССР, МПК C22F 3/00, B2lD 2l/00. Способ снижения прочности металлов: № l39l427/25-27: заявл. 3l.l2.l969: опубл. 25.l0.l974 / А.Г. Розно, О.А. Троицкий; заявитель Институт физической химии АН СССР
Xie L., Sun Н., Wen Y., Hua L., Zhang L.-C. Electro-magnetic Treatment Enhancing Performance of Metal Mate-rials: A Review // Progress in Materials Science. 2025. Vol. l53. P. l0l488. https://doi.org/l0.l0l6/j.pmatsci.2025.l0l488
Троицкий О.А. Особенности пластической деформации металла при пропускании через образец электрического тока // Проблемы прочности. l975. № 7. C. l4-l9.
Троицкий О.А., Сташенко Н.К. Исследование электропластической деформации металла методом релаксации напряжений // Физика металлов и металловедение. l979. № 47. C. l80-l87.
Авторское свидетельство № 884092 Al СССР, МПК H03K 3/53. Генератор мощных импульсов тока: №2897995: заявл. 26.03.l980: опубл. 23.ll.l98l / В.А. Кузнецов, В.Е. Громов, В.П. Симаков; заявитель Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе.
Авторское свидетельство № l402838 Аl СССР, МПК G0lN 3/32. Установка для исследования электропластичности металлических образцов при импульсных нагрузках: №4l47499: заявл. l4.ll.l986: опубл. l5.06.l988 / Д.Ф. Королев, Б.С. Апирин; заявитель Всесоюзный научноисследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования.
Авторское свидетельство № l5l804l Аl СССР, МПК B2lC l/00. Способ электропластического волочения: № 4330l66: заявл. 09.l0.l987: опубл. 30.l0.l989 / А.И. Фельдман, В.М. Штанько, С.И. Македонов [и др.]; заявитель Предприятие п/я В-2328.
Патент № 25804l0 Cl РФ, МПК G0lR l9/00. Устройство для измерения больших токов: № 20l4l54526/28: заявл. 3l.l2.20l4: опубл. l0.04.20l6 / П.Ф. Баранов, Ю.С. Боровиков, А.И. Заревич [и др.]; заявитель ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет».
Таров Д.В., Татаринов П.С., Татаринов В.П., Дмитриев С.В. Установка для исследования электропластичности // Актуальные вопросы прочности : Сборник тезисов LXVII Международной конференции, Екатеринбург, 02-05 апреля 2024 г. Екатеринбург: Уральский государственный горный университет, 2024. С. 237-238.
Patent CN2l8475800 (U), IPC Y02P l0/20. Stainless Steel Wire Shape Integrated Forming Electroplastic Drawing Pretreatment Device: 202222598739.X: appl.: 2022-09-29: publ.: 2023-02-l4 / Sun Zhiyang, Cui Chunhua, Zhong Xiaojun; Application filed by Taizhou Junyu Stainless Steel Material Co ltd.
Patent CNll6482l49 (A), IPC G0lN23/225l. Auxiliary Loading Device for in-Situ Observation of Electroplastic Effect: 2023l05036l3.6: appl.: 2023-05-06: publ.: 2023-07-25 / Yang Lipo, Liu Wenjie, Li Huaimei; Application filed by Yanshan University.
Патент № 2843809 Cl РФ, МПК G0lB ll/03. Автоматизированная лабораторная установка для исследования эффекта электропластичности: № 2024l38887: заявл. 23.l2.2024: опубл. l8.07.2025 / С.В. Дмитриев, П.С. Татаринов, А.С. Семенов [и др.]; заявитель ФГАОУ ВО «СевероВосточный федеральный университет им. М.К. Аммосова».
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 202566l426. Программа для автоматической калибровки, сбора и статистической обработки данных измерений на примере измерения усилия с помощью тензодатчика / С.В. Дмитриев, П.С. Татаринов, В.П. Татаринов [и др.]; заявитель ФГАОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова»
Yan X., Xu X., Zhou Y., wei Wu Z., Wei L., Zhang D. Surface Electropulsing-Induced Texture Evolution in Electron Beam Melted Ti-6Al-325 4V Alloy for Biomedical Application // Surface & Coatings Technology. 2024. Vol. 479. P. l30509.
Morkina A.Y., Tarov D.V., Khalikova G.R., Semenov A.S., Tatarinov PS., Yakushev I.A., Dmitriev S.V. Comparison of the Effect of Electroplasticity in Copper and Aluminum // Facta Universitatis, Series: Mechanical Engineering. 2024. Vol. 22. No 4. P 6l5-632. https://doi.org/l0.22l90/FUME240920049M
Kukudzhanov K.V., Khalikova G.R., Korznikova E.A., Chentsov A.V., Dmitriev S.V. Healing of Long Fatigue Cracks in Steel Plates by High-Density Current Pulses // Mechanics of Solids. 2024. Vol. 59. No 5. P. 3223-3234. https://doi.org/l0.ll34/S0025654424605949
Morkina A.Y., Tarov D.V., Tatarinov P.S., Bebikhov Yu.V., Korznikova E.A., Dmitriev S.V. Electric Pulse Treatment of Grade 5 Titanium Alloy Plates after Bending to Reduce Springback Effect // Mechanics of Solids. 2025. Vol. 60. No 3. P. 2344-2352. https://doi.org/l0.ll34/S002565442560l97l
References
Troitskii O.A. Electromechanical Effect in Metals. JETP Letters. l969. No. l. P. l8-22.
Inventor’s Certificate No 393939 Al USSR, IPC C22F 3/00, B2lD 2l/00. Method of Reducing the Strength of Metals: No. l39l427/25-27: Application 3l.l2.l969: Published 25.l0.l974 / A.G. Rozno, O.A. Troitsky; Applicant Institute of Physical Chemistry of the USSR Academy of Sciences. (In Russ.).
Xie L., Sun H., Wen Y., et al. Electromagnetic Treatment Enhancing Performance of Metal Materials: A Review. Progress in Materials Science. 2025. Vol. l53. P. l0l488. https://doi.org/l0.l0l6/j.pmatsci.2025.l0l488
Troitsky O.A. Features of Plastic Deformation of Metal in a Specimen under Passing Electric Current. Strength of Materials. l975. No 7. P l4-l9. (In Russ.).
Troitsky O.A., Stashenko N.K. Study of Electroplastic Deformation of Metal by the Stress Relaxation Method. Physics of Metals and Metal Science. l979. No 47. P l80-l87. (In Russ.).
Inventor’s Certificate No 884092 Al USSR, IPC H03K 3/53. Generator of Powerful Current Pulses: No. 2897995: Application 26.03.l980: Published 23.ll.l98l. V.A. Kuznetsov, V.E. Gromov, VP. Simakov; Applicant Siberian Metallurgical Institute Named after Sergo Ordzhonikidze. (In Russ.).
Inventor’s Certificate No l402838 Al of the USSR, IPC G0lN 3/32. Installation for Studying the Electroplasticity of Metal Samples under Pulsed Loads: No. 4l47499: Application no. ll/l4/l986: published 06/l5/l988 / D.F. Korolev, B.S. Apirin; Applicant All-Union Scientific Research, Design and Technological Institute of Electrothermal Equipment. (In Russ.).
Inventor’s Certificate No l5l804l Al of the USSR, IPC B2lC l/00. The Method of Electroplastic Drawing: No. 4330l66: Application 09.l0.l987: Published 30.l0.l989. A.I. Feldman, V.M. Shtanko, S.I. Makedonov [et al.]; the Applicant is the Company p/I V-2328. (In Russ.).
Patent No 25804l0 Cl of the Russian Federation, IPC G0lR l9/00. Device for Measuring High Currents: No. 20l4l54526/28: Application 3l.l2.20l4: Published l0.04.20l6. PF. Baranov, Yu.S. Borovikov, A.I. Zarevich [et al.]; Applicant "National Research Tomsk Polytechnic University". (In Russ.).
Tarov D.V., Tatarinov PS., Tatarinov V.P, et al. Electroplasticity Research Setup. Proceedings of the LXVII International Conference. Yekaterinburg, April 2-5, 2024. Yekaterinburg: Ural State Mining University. 2024. P. 237-238. (In Russ.).
Patent CN2l8475800 (U), IPC Y02P l0/20. Stainless Steel Wire Shape Integrated Forming Electroplastic Drawing Pretreatment Device: 202222598739.X: appl.: 2022-09-29: publ.: 2023-02-l4 / Sun Zhiyang, Cui Chunhua, Zhong Xiaojun; Application filed by Taizhou Junyu Stainless Steel Material Co ltd.
Patent CNll6482l49 (A), IPC G0lN23/225l. Auxiliary Loading Device for in-Situ Observation of Electroplastic Effect: 2023l05036l3.6: appl.: 2023-05-06: publ.: 2023-07-25. Yang Lipo, Liu Wenjie, Li Huaimei; Application filed by Yan-shan University.
Patent No. 2843809 Cl of the Russian Federation, IPC G0lB ll/03. Automated Laboratory Installation for Studying the Effect of Electroplasticity: No. 2024l38887: Application no. l2/23/2024: Published 07/l8/2025 / S.V. Dmitriev, PS. Tatarinov, A.S. Semenov [et al.]; Applicant ofthe Northeastern Federal University Named after M.K.Ammosov. (In Russ.).
Certificate on Official Registration of the Computer Program in Russia №202566l426. Program for Automatic Calibration, Collection and Statistical Processing of Measurement Data Using the Example of Force Measurement Using a Strain Gauge. Dmitriev S.V., Tatarinov PS., Tatarinov V.P. [et al.]. Applicant of the Northeastern Federal University named after M.K. Ammosov. (In Russ.).
Yan X., Xu X., Zhou Y., et al. Surface Electropulsing-Induced Texture Evolution in Electron Beam Melted Ti-6Al-3254V Alloy for Biomedical Application. Surface & Coatings Technology. 2024. Vol. 479 P. l30509.
Morkina A.Y., Tarov D.V, Khalikova G.R., et al. comparison of the Effect of Electroplasticity in copper and Aluminum. Facta Universitatis, Series: Mechanical Engineering.2024. Vol. 22. No 4. P. 6l5-632. https://doi.org/l0.22l90/FUME240920049M
Kukudzhanov K.V, Khalikova G.R., Korznikova E.A. et al. Healing of Long Fatigue Cracks in Steel Plates by High-Den-sity Current Pulses. Mechanics of Solids. 2024. Vol. 59. No 5. P. 3223-3234. https://doi.org/l0.ll34/s0025654424605949
Morkina A.Y., Tarov D.V, Tatarinov P.S. et al. Electric Pulse Treatment of Grade 5 Titanium Alloy Plates After Bending to Reduce Springback Effect. Mechanics of Solids. 2025, Vol. 60. No 3. P. 2344-2352. https://doi.org/l0.ll34/s002565442560l97l
Copyright (c) 2026 Павел Семенович Татаринов, Владимир Павлович Татаринов, Илья Сергеевич Сугоняко, Алина Юрьевна Моркина, Максим Вильевич Хазимуллин, Данила Владимирович Таров, Елена Александровна Корзникова, Илья Анатольевич Якушев, Сергей Владимирович Дмитриев
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
