壓轉(zhuǎn)換為可調(diào)的直流電壓，最后經(jīng)脈沖變壓器14輸出，得到較高 電壓且比較大的脈沖電流；此高壓脈沖電流會將高壓開關(guān)10擊穿，實現(xiàn)觸發(fā)。
[00%] 其中的放電回路單元2包括：脈沖電容器組8、電感器17、高壓開關(guān)10、負載9 ;可 W看成是化C回路，脈沖電容器組8的前級分別與充電回路單元1里的充電限流電阻7和 橋式整流器6連接，脈沖電容器組8的后級與電感器連接，電感器17的后級與高壓開關(guān)10、 負載9連接；脈沖電容器組8、電感器17、高壓開關(guān)10、負載9整體為串聯(lián)連接，脈沖電容器 組8的連接方式是由多脈沖電容器并聯(lián)連接；脈沖電容器組8充電的過程，就是將電能儲存 到脈沖電容器組8的過程，脈沖電容器組8儲存的能量W。，如式似所示：
(2)
[0028] 其中，C為脈沖電容器組的電容量，E為直流輸出電壓值；
[0029] 當(dāng)觸發(fā)回路單元3送來高壓觸發(fā)脈沖時，高壓開關(guān)10被擊穿，脈沖電容器組8對 負載9放電；此時將放電回路單元2里連接導(dǎo)線的電阻設(shè)置很小，將為了使放電能量盡量多 地消耗在負載9試件上，放電回路單元2里連接導(dǎo)線的電阻R'參數(shù)滿足如式（3)所示：
(3)
[00川其中，R'為放電回路單元里連接導(dǎo)線的總電阻，L為放電回路總電感，C為脈沖電 容器組電容量；
[0032] 放電回路單元中的放電電流i如式（4)所示：
(4)
[0034] 其中，
為角頻率，C為脈沖電容器組電容量，L為放電回路總電感，
為衰減系數(shù)，R'為放電回路連接導(dǎo)線總電阻，t表示時間，E為直流電壓值；
[0035]放電回路中的放電電流幅值Im如式巧）所示：
(屏）
[0037] 其中，W為電容器組上儲存的能量、E為直流電壓值、C為脈沖電容器組電容量、L 為放電回路總電感；
[0038] 當(dāng)電容器組儲存的能量一定時，提高充電電壓、增加電容量，提高放電電流幅值。
[0039] 本發(fā)明利用脈沖電容器組8充電儲能后對負載9短時間放電，產(chǎn)生高強度的脈沖 電流，此脈沖電流瞬間通過帶有裂紋的金屬板，由于在裂紋尖端附近開口裂紋的存在，脈沖 電流無法通過裂紋，脈沖電流將選擇最近的通道流過裂紋尖端，在裂紋尖端繞流集中；當(dāng)脈 沖電流通過導(dǎo)電金屬時在裂紋尖端釋放焦耳熱，裂紋尖端局部溫度升高；當(dāng)裂紋尖端兩端 輸入的電能足夠大時，裂紋尖端的溫度甚至?xí)^材料的溶點，致使裂紋尖端溶化形成溶 孔，增大裂紋尖端曲率半徑，消除擴展應(yīng)力，抑制裂紋尖端的裂紋萌生與擴展，改善裂紋尖 端應(yīng)力場狀態(tài)，從而達到裂紋止裂的目的。
[0040]W上結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作了說明，但運些說明并不能被理解為限 制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護范圍由隨附的權(quán)利要求書限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求 基礎(chǔ)上的改動都是本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種高強度脈沖電流裂紋止裂放電裝置，其特征在于，包括充電回路單元（1)、觸發(fā) 回路單元（3)、放電回路單元（2); 所述的充電回路單元（1)包括：調(diào)壓器（4)、高壓變壓器（5)、橋式整流器（6)、充電限 流電阻（7);其中，調(diào)壓器（4)連接到高壓變壓器（5)上，在高壓變壓器（5)的后級連接有 橋式整流器（6)，橋式整流器（6)的一端與充電限流電阻（7)連接，另一端通過導(dǎo)線直接與 放電回路單元⑵里的脈沖電容器組⑶連接； 所述的觸發(fā)回路單元（3)包括：低壓變壓器（11)、倍壓整流電路（12)、螺栓型可控硅 (13)、脈沖變壓器（14);低壓變壓器（11)后級和倍壓整流電路（12)相連接，倍壓整流電路 (12)后級與螺栓型可控硅（13)連接，螺栓型可控硅（13)通過脈沖變壓器（14)連接到放電 回路單元（2)里的高壓開關(guān)（10); 所述的放電回路單元⑵包括：脈沖電容器組（8)、高壓開關(guān)（10)、負載（9);脈沖電容 器組（8)的前級分別與充電回路單元（1)里的充電限流電阻（7)和橋式整流器（6)連接， 脈沖電容器組（8)的后級與電感器（17)連接，電感器（17)的后級與高壓開關(guān)（10)、負載 (9)連接；脈沖電容器組（8)、電感器（17)、高壓開關(guān)（10)、負載（9)整體為串聯(lián)連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度脈沖電流裂紋止裂放電裝置，其特征在于：所述 放電回路單元（2)也是指一種RLC回路。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度脈沖電流裂紋止裂放電裝置，其特征在于：所述 負載（9)是指帶有裂紋的金屬薄板。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度脈沖電流裂紋止裂放電裝置，其特征在于：所述 倍壓整流電路（12)是指三倍壓整流電路，由三個整流二極管（15)和三個電容器（16)組 成。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度脈沖電流裂紋止裂放電裝置，其特征在于：所述 脈沖電容器組（8)的連接方式是指多個脈沖電容器并聯(lián)連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強度脈沖電流裂紋止裂放電裝置，包括充電回路單元、觸發(fā)回路單元、放電回路單元；引入觸發(fā)回路單元，利用高壓脈沖電容器組儲能放電產(chǎn)生瞬時強脈沖電流的原理，產(chǎn)生較高強度的脈沖電流，脈沖電流通過帶有裂紋的金屬板瞬間，在裂紋尖端繞流集中效應(yīng)可以產(chǎn)生焦耳熱，裂紋尖端局部溫度升高，甚至?xí)^材料的溶點，致使裂紋尖端溶化形成熔孔，裂紋尖端曲率半徑增大，消除應(yīng)力集中，有利于抑制裂紋尖端的裂紋萌生與擴展。本發(fā)明充電功率小，瞬時輸出電能大、技術(shù)原理成熟，對裂紋修復(fù)具有智能性和選擇性，且操作簡單，對周圍環(huán)境影響小。
【IPC分類】H02J7/00
【公開號】CN105429203
【申請?zhí)枴緾N201510785053
【發(fā)明人】馬振寧, 汪青杰, 王遜, 孫小巍, 翟中海
【申請人】沈陽建筑大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月16日