Efekt elektroplastyczny z wykorzystaniem superkondensatorów

• Autorzy: Zimniak Z.

Warianty tytułu

EN

Electroplastic effect using supercapacitors

• Konferencja: Fizyczne i Matematyczne Modelowanie Procesów Obróbki Plastycznej. FiMM 2015
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zmiana naprężenia uplastyczniającego pod wpływem przepływającego pulsacyjnego prądu o dużej gęstości zwana jest efektem elektroplastycznym. Efekt ten objawia się zazwyczaj spadkiem naprężenia podczas procesu odkształcania plastycznego. Ogólnie wiadomo, że oddziaływanie przepływu prądu elektrycznego na poziom naprężeń nie jest skutkiem tylko samego wydzielania się ciepła Joule’a. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki otrzymane z próby jednoosiowego rozciągania próbek z zastosowaniem jednoczesnego przepływu impulsowego prądu elektrycznego. W tym celu został zaprojektowany i wykonany generator prądu pulsacyjnego, w którym zastosowano superkondensatory. Badania eksperymentalne zostały przeprowadzone przy niskim napięciu zasilania (2,5 V) z zastosowaniem różnych parametrów prądu, w tym czasu jego przepływu i częstotliwości. W badaniach doświadczalnych w celu pokazania skutków działania efektu elektropulsacyjnego użyto dwóch materiałów – stali nierdzewnej 0H18N9 oraz stopu magnezu AZ31. Wynikiem badań jest opracowanie techniki niskonapięciowego elektroplastycznycznego odkształcenia metali, która przyczyni się do dalszego rozwoju zaawansowanych procesów obróbki plastycznej metali.

EN

The effect of electric current pulses on the plastic flow of materials is generally known as the electroplastic effect. The stress drop during load application was termed the electroplastic effect. It is found that the electric current affects the flow stress of the metals not only in the form of the induced Joule heat. ln this paper, a pulsed electric current is applied to a specimen simultaneously with a quasi-static uniaxial tensile load. To do so a short-time current pulse generator, inducing supercapacitors was designed and manufactured. The experiments with low operating voltage (2.5 V) were performed at different electric current pulse period and frequency. The electroplasticity of stainless steel 0H18N9 and AZ31 magnesium alloy under a pulsed electric current is investigated experimentally. The result of the present study with low operating voltage is expected to provide a basis to develop advanced metal forming processes using electroplasticity.

Słowa kluczowe

PL

elektroplastyczność; efekt elektroplastyczny; EPE; superkondensator; badania eksperymentalne

EN

electroplasticity; electroplastic effect; supercapacitor; experimental research

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 267
• Strony: 117--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Zimniak Z.

• Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• [1] Kravchenko V.Y.: JETP, Lett., Vol. 12, 1970, pp. 381.
• [2] Troitskii, O.A.: Electromechanical Effect in Metal,. Pis'ma Zhurn. Experim.Teoret. Fiz., 1969, 10 (1), pp. 18-22.
• [3] Conrad H., Karam N., Mannan S.: Effect of Electric current pulses in the recrystallization of copper, Scripta Metall., Vol. 17 (3), 1983, pp. 411.
• [4] Di Y., Conrad H.: Influence of an electric field in the plastic deformation of polycrystalline NaCl at elevated temperature, Acta Mater., Vol. 46 (6), 1998, pp. 1963.
• [5] Wei-di C., Sprecher A.F., Conrad H.: Effect of strain rate on the electroplastic effect in Nb, Scripta Metall., Vol. 23 (1), 1989, pp. 151.
• [6] SprecherA.F., Mannan S.L., Conrad H.: On the temperature rise associated with the electroplastic effect in titanium, Scripta Metall., Vol. 17(6), 1883, pp. 769.
• [7] Troitskii O.A.: Pressure shaping by the application of a high energy, Mater Sci. Eng., Vol. 75, pp 37.
• [8] Xu Z., Tang G., Tian S., Ding F., Tian H.: Research of electroplastic rolling of AZ31 Mg alloy strip, J. Mater. Process. Technol., Vol. 182, 2007, pp. 128.
• [9] Sosnin O.V., Gromova A.V., Yu E., Suchkova, Kozlov E.V., Yu.F. Ivanav, Gromov V.E.: The structural-phase state changes under the pulse current influence on the fatigue loaded steel, Int. J. of Fatigue, Vol. 27, 2005, pp. 1221.
• [10] Zhang W., Sui M.L, Zhou Y.Z., Li D.X.: Evolution of microstructures in materials induced by electropulsing, Micron, Vol. 34, 2003, pp 189.
• [11] Troitskii O.A., Mashinostr T., 10, 2003, pp 14-21.
• [12] Conrad H.: Electroplasticity in metals and ceramics, Mater. Sci. Eng. A287, 2000, pp. 276-287.
• [13] Molotskii M., Fleurov V.: Magnetic effects in electroplasticity of metals, Phys. Rev. B52, 1995, pp. 15829-15836.
• [14] Pengchao S., Xifeng L., Wei D., Jun C.: Electrolastic tensile behavior of 5A90 Al-li Alloys, Acta metal. Sin., Vol 27(4), 2014, pp. 642-648.