Обработка металлов давлением. Технологии и машины обработки давлением. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия
Simulation of plastic deformations in metal rolling
Статья научная
Mathematical simulation of plastic deformations in rolling of porous materials involves a consequent combination of the general energy relationship in plasticity and the variation inequality expressing the principle of minimum of entire deformation energy. A real deformation state in a plastic zone beneath rolls and corresponding kinematic and dynamic conditions on the contact surface are considered as a limited one for the consequent approximate deformation states and found out by the method of approximated approach. Any realization of this kind of method on personal computers requires a rational construction of a kinematic admissible velocity field in the spatial domain on plastic flow. Using the ordinary propositions and assumptions it became possible to construct one of the simple spatial kinematic admissible velocity field in the plastic zone beneath rolls. On the base of a big amount of experimental data a new hypothesis and analytic function describing the density distribution along the plastic zone during the rolling process have been proposed. On the base of the consequent approach in which the general energetic relationship and the variation inequality are interrelated it has been able to find out the geometric, kinematic and dynamic characteristics of plastic deformation states in rolling of porous materials.
Бесплатно
Анализ влияния настроечных параметров прошивного стана на изменение диаметра и толщины стенки гильзы
Статья научная
В производстве бесшовных труб массовым способом является применение прошивки заготовки на станах винтовой прокатки с последующей раскаткой на станах продольной прокатки. При этом к качеству и геометрическим параметрам готовых труб предъявляют повышенные требования. К геометрическим параметрам относят такие, как толщина стенки, диаметр, разнотолщинность. При этом на разнотолщинность в основном влияет качество гильзы. Известно, что одни и те же геометрические параметры гильзы (диаметр и толщина стенки) возможно получить при различном соотношении настроечных параметров, таких как расстояние между валками, расстояние между удерживающим инструментом, выдвижение оправки за пережим. Однако в этом случае разнотолщинность гильз будет различной. Кроме настроечных параметров на разнотолщинность влияет и степень износа инструмента, в частности оправка прошивного стана. Установлено, что по мере износа оправки прошивного стана диаметр гильзы монотонно увеличивается, что приводит к перераспределению толщины стенки гильзы, а соответственно и разнотолщинности гильзы. Поиску рациональных настроечных параметров с целью минимизации разнотолщинности и посвящена данная работа. Разработан план эксперимента с применением моделирования в среде QForm. Произведена обработка полученных гильз по геометрическим параметрам. На основе данных проведено вычисление коэффициента среднеквадратичной ошибки (RSME) для различных моделей регрессионных уравнений. Для выбранной модели построены номограммы распределения разнотолщинности, толщины стенки, диаметра гильзы в зависимости от настроечных параметров. Данные номограммы могут быть использованы в производственной практике для оперативного вычисления геометрических параметров гильз при изменении условий прошивки заготовок. В качестве примера были разработаны рекомендации для получения гильз с толщиной стенки 17 мм с минимальной разнотолщинностью.
Бесплатно
Статья научная
Проблема ресурсосберегающих способов получения материалов со свойствами, сочетающими одновременно высокую прочность и пластичность, в условиях использования относительно простых и недорогих устройств, позволяющих реализовывать во всем объеме металла интенсивную пластическую деформацию и при этом затрачивать минимально возможное количество энерго- и трудозатрат, является весьма актуальной. Решить данную проблему при производстве проволоки из цветных металлов и сплавов можно путем использования для ее получения совмещенного способа деформирования «прессование-волочение», который обладает существенным преимуществом по сравнению с действующей технологией производства медной проволоки. Данный способ деформирования позволяет получать проволоку с субультрамелкозернистой структурой и высоким уровнем механических свойств, требуемых размеров и формы поперечного сечения при незначительном количестве циклов деформирования.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается влияние скручивания заготовки на образование дефектов поверхности (плен и рванин) на гильзах и трубах, а также на получение неоднородно-деформированной структуры. Для проведения анализа проводится расчет максимально возможных углов скручивания заготовки из условия отсутствия проскальзывания между валком и заготовкой. Кратко описана методика расчета. Приведены данные расчета скручивания заготовок при прошивке заготовок диаметрами 460 и 600 мм в гильзу с наружным диаметром меньшим, равным и большим диаметра заготовки. Из результатов видно, что рассчитанные углы скручивания малы, а также расположены совершенно под другими углами к поверхности, нежели плены и другие дефекты поверхности, в силу этого скручивание не может вызвать образование дефектов поверхности и неоднородности зерна, однако другая причина образования плен не предложена.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе приведен анализ пластического течения материала, проведенный на базе программного комплекта QForm 3D с целью определения оптимальных геометрических параметров инструмента. Высокий спрос на латунную запорную арматуру возрастает, что приводит к необходимости повышения качества и экономичности производства (в частности снижение металлоемкости полуфабрикатов). В данной статье рассмотрены схемы горячей объемной штамповки латунных корпусов шаровых кранов для крепления корпуса электропривода. В процессе опытного освоения был выявлен зажим (соприкосновение плоскостей заготовки) на торце поковки, вскрывшийся после механической обработки. Данный дефект является окончательным браком, что привело к необходимости проведения моделирования в программном комплексе QForm 3D для определения причин его появления и корректировки технологии. Согласно результатам моделирования образование зажима происходит при утонении пояска материала, движущегося навстречу верхнему пуансону, что приводит к его остыванию и повышению предела прочности. Дальнейшая деформация сопровождается проникновением остывшего и более прочного пояска латуни в тело заготовки. Данные моделирования позволили скорректировать геометрию инструмента (увеличить диаметр пуансона), что позволило в процессе формирования поковки обеспечить широкий поясок между внутренней полостью матрицы и наружным диаметром пуансона, позволивший сохранить температуру заготовки. Равномерное распределение температуры позволяет сохранить изотропию механических свойств по телу заготовки и обеспечить устойчивую пластическую деформацию без появления зажима. Определены цели и задачи дальнейшего исследования процесса, связанные с определением соотношений геометрических параметров инструмента для составления рекомендаций к конструированию оснастки. Планируется проведение физического эксперимента и сравнительный анализ с результатами моделирования в конечно-элементных пакетах, что позволит установить соответствие между физической и математической моделями.
Бесплатно
Статья научная
Приведена технология изготовления длинномерных деформированных полуфабрикатов для изготовления ювелирных цепей из сплавов на основе золота, серебра и палладия. С применением авторских методик расчета деформационных и энергосиловых параметров холодной сортовой прокатки и волочения проведен анализ и спроектированы новые технологические режимы обработки для ряда новых сплавов драгоценных металлов, прошедшие опытно-промышленную апробацию на ОАО «Красноярский завод цветных металлов им. В.Н. Гулидова» и позволившие повысить эффективность производства ювелирных изделий. Разработанные маршруты позволяют обеспечить равномерное распределение вытяжек по проходам, тем самым создавая благоприятные условия для обработки металла и снижения вероятности возникновения брака готовой продукции. Так при изготовлении по предложенной технологии из нового сплава красного цвета 585 ювелирной цепи типа НЦ 12-078 «Снейк», которая характеризуется наиболее сложной технологией цепевязания и повышенными требованиями к механическим свойствам деформированных полуфабрикатов, выход годного готовой продукции в виде проволоки по диаметру 0,25 мм составил 79,65 % при среднем значении на сплавах-аналогах 69,92 %, а по диаметру 0,35 мм - 79,43 % при среднем значении 77,97 %.
Бесплатно
Анализ критериев эффективности для оценки редуцирования сляба по ширине
Статья научная
Выбор критерия эффективности обжатия сляба по ширине является достаточно важной задачей. Критерий должен быть достоверно отражать информацию о происходящем процессе исследования и его закономерностях, измеряемые параметры должны быть доступны для измерения. Только в этом случае критерий можно использовать для назначения эффективной технологии редуцирования раската. Подробно проанализированы формулы для расчёта критерия эффективности многих авторов, созданные для анализа редуцирования с учётом важности того или иного параметра. Методом конечного моделирования прокатаны слябы различных ширин на вертикальных калиброванных валках с последующим горизонтальным обжатием на гладких горизонтальных валках. На основании геометрических параметров результатов моделирования представлен расчёт критериев по анализируемым формулам. По результатам расчёта анализируемых формул отмечены их особенности, область применения. Предложена формула для оценки критерия эффективности с учётов возможных вариантов прокатки, т. е. только при прокатке в вертикальных валках, прокатка в вертикальных валках с последующим проглаживающим проходом и прокатка в вертикальных валках с последующим горизонтальным обжатием. Даны рекомендации по выбору формул для достоверного описания процесса с учётом возможных вариантов прокатки.
Бесплатно
Статья научная
Целью работы является анализ напряженно-деформированного состояния при прокатке в черновой группе клетей непрерывного стана Mannesmann Demag Sack. Вычислительный эксперимент включал применение программного комплекса DEFORM, а в качестве способа решения применен метод конечных элементов. Проанализированы формоизменение заготовки, распределение степени и скорости деформации, а также продольных напряжений. В четвертом проходе прокатки зоны повышенной степени деформации (до 1,00 и выше) расположены по дугам окружности, примыкающим к месту развала калибра. Наибольшая скорость деформации (до 145 с-1) также достигается на входе в очаг деформации, непосредственно под валками. Установлено, что во всех проходах черновой прокатки наибольшие деформации локализованы на выходе из очага деформации ближе к периферийным зонам. Наибольшие скорости деформации в каждом из исследованных проходов наблюдаются на входе в очаг деформации в приконтактных зонах. Наибольшие продольные растягивающие напряжения наблюдаются на входе и выходе из очага деформации во внеконтактных зонах. При этом выявлено возникновение на свободных поверхностях больших растягивающих напряжений при прокатке прямоугольной заготовки в овальном калибре, что может привести к раскрытию трещин, унаследованных от литейного передела.
Бесплатно
Анализ температурных условий процесса высадки концов труб
Статья научная
Работа посвящена технологии высадки концов труб на гидравлическом прессе SMS Meer ОАО «ПНТЗ» (г. Первоуральск). C целью снижения сопротивления деформации, а также с целью локализации деформации концы труб подвергают нагреву в трех последовательно расположенных индукторах до температуры 1150-1250 °С. При этом точность нагрева концов труб как по температуре, так и по длине является одним из факторов, определяющих качество готовой продукции. В связи с важностью данного вопроса на ОАО «ПНТЗ» проведена работа по изучению температурных условий процесса высадки концов труб. Работа проведена с применением тепловизора ThermaCAM P640 и в результате изучен процесс нагрева концов насосно-компрессорных труб перед высадкой. При этом установлено, что за счет теплопроводности часть тепла от нагретого конца трубы перераспределяется в холодную часть трубы и в результате фактическая длина нагрева составляет на 80 мм меньше заданного значения. Помимо этого даны рекомендации по изменению настроек стационарных пирометров, входящих в состав оборудования пресса, с целью повышения точности их показаний. Кроме того, в работе установлено распределение температур по длине трубы после охлаждения при транспортировке заготовки от нагревательного устройства до позиции высадки и после самой операции высадки.
Бесплатно
Асимметричная прокатка листов и лент: история и перспективы развития
Статья научная
Выполнен краткий исторический анализ известных российских научных школ асимметричной прокатки. В статье отмечается, что начиная с 2010-х гг. вновь появился интерес к асимметричной прокатке. На эти процессы взглянули под другим углом: с точки зрения получения требуемой структуры металла. Показано, что одним из наиболее перспективных высокопроизводительных методов интенсивной пластической деформации для производства ультрамелкозернистой структуры металлических материалов является процесс асимметричной тонколистовой прокатки, основанный на целенаправленно создаваемой асимметрии за счет рассогласования окружных скоростей валков. Изложены теоретические основы использования асимметричной тонколистовой прокатки металлов и сплавов как метода интенсивной пластической деформации. Выполнено сравнение сдвиговой деформации при равноканальном угловом прессовании, симметричной и асимметричной прокатке. Показано, что при асимметричной тонколистовой прокатке с обжатием 60 % при оптимальных параметрах процесса угол сдвига превышает 80°, а истинная деформация за один проход ≈ 3,8…4,8 по толщине листа. На основе компьютерного моделирования методом конечных элементов установлены закономерности создания сверхвысоких сдвиговых деформаций в обрабатываемых материалах, в том числе биметаллических слоистых композитах, при прокатке с рассогласованием окружных скоростей валков, а также при асимметричной криопрокатке. Выполнен анализ возможности прокатки биметаллических слоистых композитов в рабочих валках со специальным микрорельефом поверхности. Приведены характеристики спроектированного и изготовленного в Южной Корее уникального опытно-экспериментального лабораторного стана дуо с индивидуальным приводом рабочих валков для реализации процессов асимметричной и аккумулирующей прокатки в режиме ИПД. Стан будет установлен в лаборатории механики градиентных наноматериалов ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова».
Бесплатно
Влияние профиля матрицы на характер напряженно-деформированного состояния при прессовании труб
Статья научная
Процесс прессования применяется для получения полых профилей в тех случаях, в которых ни одним из других способов обработки металлов давлением невозможно получить. Как правило прессование применяется при производстве полых профилей из малопластичных марок стали, обладающих уникальными эксплуатационными характеристиками. Однако даже в этом случае наблюдается снижение качественных характеристик по сравнению с прессованием обычных марок сталей. Для повышения качества в практике трубного производства применяют различные способы: изменение температурного режима нагрева заготовок, изменение характеристик смазки, участвующей в процессе прессования, изменение размера заготовки и др. Разработку технологии производства труб с применением прессового оборудования возможно осуществить с использованием современных знаний и пакета прикладных программ для анализа напряженного и деформированного состояния, а также с известными пластометрическими характеристиками исследуемых марок стали. Матрицы являются одним из основных технологических инструментов трубопрессовых установок, определяющих наружный диаметр труб. Матрицы могут иметь различную форму. В научно-технической литературе встречаются сведения, что форма матрицы оказывает влияние на характер напряженного и деформированного состояния металла при прессовании сплошных профилей. Однако информация о прессовании полых профилей отсутствует. Сделано предположение, что форма матрицы при прессовании полых профилей будет оказывать влияние на напряженное и деформированное состояние металла. Так как форма матрицы оказывает незначительное влияние на усилие прессования, имеется возможность изменять форму матрицы из соображений повышения пластичности металла без угрозы превышения допустимого усилия прессования. Было проведено компьютерное моделирование процесса прессования из малопластичных марок сталей с различными формами матриц, по данным которого анализировалось влияние их на трещинообразование.
Бесплатно
Влияние свойств стеклосмазок на процесс прессования труб из нержавеющей марки стали 08Х18Н10Т
Статья научная
Представлены результаты исследования влияния размера частиц стеклосмазок и вязкости их расплавов на процесс прессования. При прессовании труб для снижения усилий применяют стеклосмазку в виде порошка, которая при температуре прессования образует на контактной поверхности деформируемого металла с прессовым инструментом расплав, приводящий к снижению коэффициента трения и уменьшению усилий прессования. Во время прессования условия трения на контактных поверхностях не одинаковы, поэтому на практике применяют различные стеклосмазки для иглы, контактирующей с внутренней поверхностью гильзы, контейнера и матрицы, контактирующих с наружной поверхностью гильзы. Вязкость и плавкость являются важными показателями стеклосмазок, которые характеризуют скорость размягчения стекла и образование расплава с определенной толщиной и прочностью. Поэтому одним из основных требований к стеклосмазке является ее гранулометрический состав, а к получаемому расплаву - вязкость. Оба показателя определяют эффективность образуемого смазочного слоя, способного снизить усилия прессования и обеспечить хорошее качество поверхности получаемых труб. В связи с этим были проведены исследования влияния гранулометрического состава и вязкости стеклосмазок на усилия прессования труб из нержавеющей марки стали 08Х18Н10Т. Испытания проводили в условиях ТПЦ-2 АО «ВТЗ» при прессовании труб из стали 08Х18Н10Т на прессе усилием 2000 т. Во время проведения испытаний опытных составов стеклосмазок были зафиксированы значения температур гильз на столе стеклосмазки и диаграммы усилий, по которым определяли максимальное усилие в период заполнения очага деформации при прессовании (пиковое усилие), а также усредненное усилие, возникающее в установившейся стадии процесса прессования. Анализ полученных данных позволил сделать вывод о влиянии свойств стеклосмазки на пиковое и усредненное усилие прессования в различных температурных интервалах.
Бесплатно
Влияние условий непрерывной раскатки гильз на технологические параметры процесса
Статья научная
Развитие трубопрокатного производства привело к широкому использованию непрерывных станов с удерживаемой оправкой и 3-валковыми калибрами для раскатки гильз. В свою очередь это потребовало уточнения ряда теоретических положений, связанных с изменением кинематики процесса. В рамках данного исследования на основе энергетической теории разработана методика определения энергосиловых параметров процесса. C целью выявления закономерностей влияния параметров процесса прокатки на угол охвата оправки и величину уширения раската проведено экспериментальное исследование. При составлении уравнения равновесия проекций сил на продольную ось определены величины среднего давления на контакте с рабочими валками и оправкой. Разработанные математические модели и алгоритм расчета энергосиловых параметров процесса раскатки гильзы в непрерывном стане позволили с достаточно высокой точностью определить усилия прокатки труб в непрерывном стане. Полученные зависимости могут быть использованы как в исследовательских целях, так и при расчете таблиц прокатки на трубопрокатных агрегатах с непрерывными раскатными станами.
Бесплатно
Статья научная
Проведен анализ влияния формы и размеров носка оправки прошивного стана, а также величины обжатия заготовки перед носком оправки на образование разрушения осевой зоны заготовки, находящейся в очаге деформации прошивного стана. Преждевременное осевое разрушение приводит к появлению дефектов на внутренней поверхности гильз и труб. В случае необходимости прошивки заготовок с повышенным обжатием перед носком оправки предлагается использовать оправки с увеличенными диаметром и радиусом сферы носка (с увеличенной площадью носка). Данное техническое решение опробовано на трубопрокатном агрегате ТПА-140 ОАО «СинТЗ» (г. Каменск-Уральский) при производстве опытной партии труб диаметром 108 мм из непрерывнолитой заготовки (НЛЗ) диаметром 156 мм. На основании изучения недокатов с прошивного стана, полученных в результате опытных прокаток, показано, что при использовании оправок с увеличенными диаметром и радиусом сферы носка наблюдается эффект заваривания («залечивания») осевого разрушения заготовки перед носком оправки. Проведены металлографические исследования для определения природы образовавшегося слоя неразрушенного («здорового») металла перед носком оправки. Данный слой образован действием подпирающих усилий со стороны оправки. Проведенные исследования убедительно показывают возможность использования НЛЗ для производства труб диаметром менее 121 мм.
Бесплатно
Деформационные и кинематические параметры вальцевой формовки
Статья научная
В настоящее время изготовление труб большого диаметра выполняют на трубосварочных агрегатах с применением прессовой либо вальцевой формовки. В обоих случаях имеет место неравномерность напряженно-деформированного состояния трубной заготовки после формовки, что приводит к снижению геометрических параметров готовых труб и образованию остаточных технологических напряжений в трубах. В случае вальцевой формовки для получения заготовки монотонной кривизны применяют синхронное вращение валков и погружение верхнего валка. Данная технология является относительно новой и не имеет полноценного теоретического описания. На основе энергетического подхода получено уравнение энергобаланса процесса формовки в вальцах и предложена методика расчета усилия формовки. В выражения для расчета усилия формовки входят такие параметры, как сопротивление металла пластической деформации, h - толщина листа; L - межосевое расстояние нижних валков; Rm - радиус заготовки после формовки; Rн - радиус нижнего валка; Vн - скорость вертикального перемещения верхнего валка; Vв - скорость вращения валков; μ - коэффициент трения. Также получены зависимости для расчета длины дуги контакта между заготовкой и верхним валком и предложена методика расчета величины погружения верхнего валка. Проверочный расчет параметров формовки проводился для заготовки радиусом 300 мм, толщиной 18 мм и с пределом текучести σт = 520 МПа. Зависимости изменения усилия формовки от параметра Rm представлены графически и согласуются с данными реального процесса. Полученные аналитические зависимости позволяют прогнозировать рабочие нагрузки на валки при заданных настройках листогибочной машины и типоразмере трубы, что позволит избежать поломок элементов привода валков и аварийных отключений агрегата.
Бесплатно
Деформация сдвигом методом кручения, осадки и прессования
Статья научная
Комплексная технология деформации металлов - «Кручение, осадка и прессование» (КОП) предназначена для получения субмикрокристаллической структуры в металлических заготовках большой массы. Выполненная работа показала эффективность применения деформации сдвигом за счёт винтового кручения. Наиболее эффективно использование винтового реверсивного кручения, позволяющего с наименьшими временными и экономическими затратами производить подготовку структуры металла в заготовках под последующую классическую деформацию. По сравнению с известными методами немонотонной деформации, такими, как кручением под высоким давлением, равноканальной угловой экструзией и винтовой экструзией, винтовое кручение позволяет обрабатывать массивные заготовки. Новое направление в области деформации будет особенно актуально для создания особопрочных металлов для авиастроения, космонавтики, автомобилестроения, судостроения, мостостроения и других отраслей промышленности. Разработанная схема позволила сравнить обычную осадку и прессование с деформацией сдвигом и определить её эффективность.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты исследования уточненной математической динамической модели рабочей клети автоматического стана трубопрокатного агрегата (ТПА). Выбрана пространственная система координат в центре масс рабочей клети и преобразована исходная динамическую модель механической системы в упрощенную механическую систему жестких тел, определенным образом связанных между собой в опорных узлах упругими элементами. Пространственное положение механической системы в процессе колебаний рабочей клети автоматического стана представлена соответствующими координатами в выбранной системе отсчета. С учетом определенных начальных и граничных условий поставленная задача представлена в постановке задачи динамики механической системы. Лапы станины и тумбы (шины), удерживающие рабочую клеть автоматического стана на опорных механизмах, считаются деформируемыми. Для упрощенной механической системы с четырьмя степенями свободы определены кинетическая и потенциальная энергии. Составлены дифференциальные уравнения движения рабочей клети и узлов механизма удержания станины на опорных узлах автоматического стана ТПА с применением уравнения Лагранжа второго рода. Получены картины виброактивности элементов рабочей клети и опорных узлов механизма удержания механической системы с четырьмя степенями свободы. Приведено численное решение системы дифференциальных уравнений и на примере расчета динамики рабочей клети автоматического стана ТПА 350 установлены особенности функционирования механической системы с четырьмя степенями свободы. Установлены параметры динамичности рабочей клети автоматического стана и механизма ее удержания на опорных плоскостях, влияющие на величину разностенности прокатываемых гильз. Предложена схема модернизации механизма удержания рабочей клети автоматического стана ТПА 350.
Бесплатно
Изучение трансформации дефектов поверхности при производстве труб в условиях ТПА-80
Статья научная
Требования современных российских и зарубежных стандартов ужесточаются в части регламентирования допускаемой глубины дефектов на поверхности готовых труб. Наличие несоответствий портит внешний вид продукции, повышает риск возникновения брака при производстве труб, отнесения труб к категории попутной, снижает конкурентное преимущество трубопрокатных агрегатов с непрерывным раскатным станом - производительность процесса. В то же время требования к качеству поверхности исходных горячедеформированных или непрерывнолитых заготовок допускают наличие дефектов на поверхности, обусловленных производством. В связи с этим необходимо изыскание резервов технологии производства труб, направленных на уменьшение глубины этих дефектов. Режимы горячей прокатки бесшовных труб в отдельных станах ТПА могут способствовать появлению дефектов, но также уменьшению глубины дефектов заготовки. В статье приводятся результаты применения комплексного подхода к изучению процессов трансформации дефектов заготовки при прокатке в станах линии ТПА-80. На основе статистического анализа качества труб определены виды дефектов наружной поверхности труб, характерные для данной технологии. Изучены и уточнены причины возникновения дефектов наружной поверхности вида раковина-вдав, плена трубопрокатная, закат. В зависимости от вида дефекта при производственных испытаниях уточнено место их возникновения в линии ТПА. Изучены механизмы формирования данных дефектов из дефектов исходной заготовки. С привлечением методов компьютерного моделирования исследовано влияние технологических параметров прокатки на изменение геометрических характеристик дефектов различной формы и исходной глубины. Редукционный стан не оказывает существенного влияния на уменьшение глубины дефектов. Наибольшим разнообразием настроечных параметров прокатки в линии ТПА-80 обладают прошивной и непрерывный раскатной станы на плавающей оправке. Предложены формулы для расчёта уменьшения глубины дефектов в процессе прокатки в прошивном и непрерывном раскатном станах. Формулы могут быть применены для расчёта допускаемой глубины дефектов на исходной и промежуточных заготовках.
Бесплатно
Имитационная математическая модель процесса прокатки на непрерывном листовом стане
Статья научная
Процесс непрерывной прокатки листов известен уже давно и, кажется, всесторонне изучен, но экономическая ситуация вынуждает предприятия непрерывно его совершенствовать и искать всё новые и новые способы повышения качества продукции при сохранении, а желательно при увеличении, производительности. И существующие методики и подходы оказываются малоэффективными, поскольку содержат в себе большое число допущений и упрощений. С другой стороны, современные листопрокатные агрегаты являются дорогостоящими и высокопроизводительными, что существенно повышает стоимость ошибок в работе с ними. В этой ситуации очень перспективным представляется создание цифровых двойников, которые позволили бы детальнее исследовать технологический процесс, эффективно обучать персонал и исключить принятие неэффективных или потенциально опасных технических решений. В данной статье решается задача создания имитационной математической модели процесса горячей прокатки листа на непрерывном стане. На основании апробированных подходов строится кинематически возможное поле скоростей в металле заготовки, решается тепловая задача. Применение уравнения баланса мощности позволяет определить критические углы в каждой из клетей и в зависимости от исходных данных определить либо величины межклетевых натяжений при заданном скоростном режиме, либо обороты валков в каждой клети для заданного режима натяжения. При определении мощностей сил, действующих в стане, учитываются процессы упрочнения-разупрочнения металла листа. Полученные в результате численных экспериментов данные согласуются с известными экспериментальными зависимостями и качественно верно отражают физическую суть процессов, протекающих в стане. Разработка данной модели позволила заложить основу для дальнейшего построения цифрового двойника непрерывного листопрокатного стана.
Бесплатно
