Теоретичне і експериментальне дослідження деформованого стану при прокатуванні профілів з ребрами жорсткості

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

Інститут чорної металургії ім. З.І. НЕКРАСОВА

 

Єршов Сергій Володимирович

 

УДК 621. 771. 014. 2

 

 

Спеціальність 05. 03. 05 «Процеси та машини обробки тиском»

 

 

Дніпропетровськ – 1999

 

Дисертація є рукопис.

Робота виконана на кафедрі обробки металів тиском Дніпродзержинського державного технічного університету.

Науковий керівник – доктор технічних наук, професор Ілюкович Будимир Михайлович, Дніпродзержинський державний технічний університет, завідувач кафедри обробки металів тиском.

Офіційні опоненти: Доктор технічних наук ЖУЧКоВ Сергій Михайлович, Інститут чорної металургії НАН України, завідувач прокатним відділом кандидат технічних наук, доцент Мілєнін Андрій Анатолійович, Державна металургійна академія України, доцент кафедри обробки металів тиском.

Провідна установа: Донецький державний технічний університет, Міністерство освіти України, м. Донецьк.

Захист відбудеться «09” квітня 1999 р. о 14. 00 годин на засіданні спеціалізованої вченої ради К08. 231. 01 в Інституті чорної металургії НАН України за адресою: 320050, м. Дніпропетровськ, пл. Академіка Стародубова, 

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту чорної металургії НАН України

 

Актуальність роботи. Розвиток галузей промисловості, що використовують металопрокат, а також розвиток технологій, які зберігають ресурси, у даний час призводить до того, що стають актуальними роботи, спрямовані на розробку технології виготовлення прокатної продукції з мінімальними витратами. До таких видів прокату ставляться профілі, що мають на своїй поверхні одне або декілька ребер жорсткості.

Розрахунок калібрувань таких профілів дуже складний. Пошук оптимального вирішення ведеться шляхом аналізу великої кількості можливих варіантів. Як правило, перебір припустимих вирішень на основі існуючих методик призводить до значних витрат як часу, так і коштів. Причиною цього є наявність у даний час методів розрахунку формозміни складних профілів, розроблених із використанням спрощених моделей осередку деформації, і відсутність методик розрахунку деформованого стана максимально наближених до реальних умов деформації в калібрах. У зв’язку з цим актуальною є задача проведення теоретичних та експериментальних досліджень деформованого стана при прокатуванні профілів із ребрами жорсткості, одержання математичних залежностей і моделей, що враховують весь комплекс факторів осередку деформації для схем виробництва, реально використовуємих при прокатуванні аналізуємих профілів, а також розробка на їхній основі методів розрахунку калібрувань валків профілів із ребрами жорсткості.

Зв’язок роботи з науковими темами. Дисертаційна робота виконана в Дніпродзержинському державному технічному університеті при дослідженні, а також розробці теоретичних і експериментальних основ калібрування прокатних валків відповідно до головних тематичних планів наукових досліджень кафедри обробки металів тиском ДДТУ.

Ціль роботи. Теоретично й експериментально дослідити формозміну при прокатуванні профілів із ребрами жорсткості з урахуванням схем деформування, що реально використовуються при їх виробництві.

Розробити метод розрахунку калібрувань валків для прокатування одногребневых і багатогребневых профілів.

Наукова новизна.

1. Вперше виконані теоретичні й експериментальні дослідження деформованого стану, а також побудовані математичні залежності, що описують цей стан при прокатуванні в ребрових і пластових таврових калібрах і дозволяють врахувати різноманітні розміри ухилів сильно деформованих елементів поперечного перетину заготовки та калібру, що відповідає реальним схемам деформації цих профілів.

2. Вперше отримані експериментальні залежності коефіцієнтів формозміни від параметрів осередку деформації при прокатуванні заготовок квадратного і круглого поперечного перетину у формотворних відкритих таврових калібрах.

3. Виконані нові теоретичні дослідження деформованого стану й отримані регресійні залежності, що описують формозміну при прокатуванні у формотворних і фасонних калібрах профілів із двома односторонніми ребрами жорсткості, і на відміну від існуючих, більш повно враховуючі геометрію осередку деформації.

4. На підставі існуючого методу розроблений новий універсальний спосіб побудови математичних моделей деформованого стану при прокатуванні складних профілів, що дозволяє систематизувати головні положення математичного моделювання й автоматизувати процес їхньої розробки. Розроблено комплекс програм визначення деформованого стану при прокатуванні аналізованої групи профілів для ЕОМ.

5. Удосконалені існуючі методи розрахунку калібрувань валків при прокатуванні таврових профілів і профілів із двома односторонніми ребрами жорсткості.

Практична цінність. Математичні моделі, результати теоретичних і експериментальних досліджень, відбиті в дисертаційній роботі широко використовуються при виконанні курсових і дипломних проектів, а також у курсах теорії і технології прокатного виробництва, що викладаються на кафедрі ОМТ Дніпродзержинського державного технічного університету.

Результати дисертаційної роботи знайшли своє промислове застосування на Дніпровському металургійному комбінаті і науково-виробничому підприємстві “Дніпрофмаш”.

Результати теоретичних і експериментальних досліджень можуть бути використані при розробці нових технологічних процесів (розрахунки калібрувань) одержання широкого сортаменту розглянутих профілів, а також при удосконаленні вже існуючих технологічних процесів.

Розроблений комплекс програм для розрахунку деформованого стану на ЕОМ може бути використаний для досліджень і проектування процесів із нерівномірною деформацією профілів по ширині.

Особистий внесок автора. Всі теоретичні й експериментальні дослідження, викладені в дисертаційній роботі та опубліковані в науковій літературі, виконані автором самостійно під керівництвом наукового керівника і при консультативній помочі деяких співавторів опублікованих робіт.

Апробація результатів дисертації. Матеріали роботи повідомлені й обговорені на міжнародній науково-методичній конференції “Комп’ютерне моделювання” (Дніпродзержинськ, 1998) ; на науково-технічній конференції “Наука, виробництво, підприємництво – розвитку металургії” (Донецьк, 1998)