Analiza eksperymentalna ruchu promieniowego pierścieni rozciąganych elektromagnetycznie

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych dotyczących rozciągania promieniowego pierścieni metalowych za pomocą impulsowego pola elektromagnetycznego. Badaniom poddano pierścienie wykonane z miedzi Cu-ETP oraz duraluminium AW-2017A. Rozciąganie próbek przeprowadzono z wykorzystaniem stanowiska eksperymentalnego zaprezentowanego w pracy [1]. Do rejestracji kształtu pierścienia w poszczególnych fazach jego ruchu zastosowano system kamer cyfrowych, które zapewniały otrzymanie obrazów o rozdzielczości 1360 x 1024 pikseli. Stwierdzono, że dla zastosowanych parametrów napędzania elektromagnetycznego, pierścienie miedziane rozciągają się z maksymalną prędkością wynoszącą około 170 m/s, podczas gdy pierścienie z duraluminium osiągają prędkość około 160 m/s. Ponadto potwierdzono, że pierścień jest rozciągany osiowosymetrycznie, jednakże w późniejszej fazie napędzania ruch ścianek pierścienia jest zaburzony przez niestabilność pola magnetycznego wywołanego uskokiem linii nawojowej pomiędzy uzwojeniami cewki.

The experimental investigation results of a radial ring expansion caused by an impulse electromagnetic field are presented in our paper. The Cu-ETP copper and AW-2017A aluminum alloy rings were studied. The ring expansion was performed by using laboratory apparatus, which was presented in [1]. The ring motion was recorded by means of the optical record system, which consisted of five digital cameras. They ensured to obtain images with relatively high resolution 1360 x 1024 pixels. For applied electromagnetic loading condition, it was found copperrings expanded with a maximum velocity of approximately 170 m/s, whereas aluminum alloy rings were driven with the velocity of approximately 160 m/s. Moreover, it was confirmed an axissymmetric ring expansion, which, however, at further stages of the ring motion, was perturbed by a local instability in a magnetic field. This local magnetic field perturbation was induced by kinks in transition strip of the solenoid.