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

У результаті експериментальних досліджень деформованого стана отримані математичні залежності, що дозволяють визначати величину коефіцієнтів формозміни при деформації в хрестоподібних калібрах, таврових калібрах, при утворенні ребер жорсткості на плоских заготовках і при формуванні таврових профілів із заготовок круглого і квадратного поперечного перетину, а також при прокатуванні П-подібних профілів із вільним поширенням.

Отримані регресійні залежності, у випадку збігу умов експериментів і умов розробляємого калібрування, призначені для розрахунку формозміни при прокатуванні профілів із ребрами жорсткості.

Порівняльний аналіз отриманих у процесі виконання даної роботи теоретичних і експериментальних даних по визначенню формозміни показав, що припущення про можливість конструювання математичних моделей при прокатуванні складних профілів із стандартних конструкційних блоків вірно, тому що порівняння характеру впливу використаних при проведенні експериментальних досліджень факторів із характером впливу тих же факторів на формозміну при проведенні теоретичних досліджень ідентичний. Разом із цим, кількісне порівняння експериментальних і розрахункових даних показало, що формули запропоновані раніше, і не враховуючі ряд факторів осередку деформації, визначають формозміну із середніми похибками, що доходять у деяких випадках до 60% і більш. Розрахунки по розробленим варіаційним і регресійним математичним моделям для тих же умов осередку деформації дають середню похибку у визначенні формозміни, що коливається в діапазоні від 6 до 15%.

При цьому варто враховувати, що порівняння проводилися не тільки для умов експериментів даної роботи, але й експериментів тих авторів, чиї математичні залежності аналізувалися.

Це дає нам підставу говорити про те, що побудовані математичні моделі з використанням варіаційного методу визначення формозміни металу при прокатуванні, що полягає в побудові кінематично можливого розривного поля швидкостей із наступною мінімізацією функціонала повної потужності, дозволяють із достатньою для інженерних розрахунків калібрувань точністю визначати формозміну при прокатуванні фасонних профілів.

На підставі проведених теоретичних і експериментальних досліджень були розроблені методики розрахунку калібрувань валків для прокатування широкого сортаменту профілів із ребрами жорсткості. Ці методики були реалізовані у виді програм, написаних на алгоритмічній мові Паскаль і використані НПП “Дніпрофмаш” при освоєнні фасонного профілю “направляюча”, що поставляється для заводу “Пішмаш” (м. Кіровоград), а також були використані при освоєнні профілю з двома ребрами жорсткості на дослідно-промисловому стані 300 Дніпродзержинського державного технічного університету.

Таким чином, виконані теоретичні й експериментальні дослідження можуть бути використані для розробки широкого сортаменту розглянутих профілів і це призводить до загального висновку про правильність і загальність запропонованих вирішень поставленої задачі.

 

 

1. На підставі існуючого методу розроблений спосіб побудови математичних моделей процесів деформації складних профілів, що полягає в побудові математичних моделей із “стандартних” конструкційних блоків і дозволяє досліднику скоротити трудовитраты на побудову математичної моделі визначеного процесу. При цьому він дає можливість швидкого модифікування існуючої моделі у випадку незадовільних результатів експериментальної перевірки її працездатності.

2. З використанням розробленого набору конструкційних блоків побудовані нові математичні моделі деформованого стану при прокатуванні хрестоподібних профілів, таврових профілів, профілів із двома односторонніми і двома двосторонніми ребрами жорсткості, коритних профілів, профілів для віконних перепльотів, котрі відрізняються від раніше розроблених тим, що враховують реальні схеми деформації, що використовуються при виробництві розглянутих профілів. Вперше побудовані математичні моделі процесів початкового формування з прямокутних заготовок симетричних хрестоподібних профілів і профілів із двома ребрами жорсткості.

3. З використанням розроблених математичних моделей проведені нові розширені теоретичні дослідження деформованого стану при прокатуванні в ребрових і пластових таврових калібрах з урахуванням нахилу поверхонь сильно деформованих ділянок.

Виконано нові теоретичні дослідження при утворенні двох односторонніх ребер жорсткості на плоскій заготовці і при прокатуванні смуг із двома односторонніми ребрами жорсткості.

У результаті опрацювання розрахункових даних відповідно до математичної теорії планування експерименту були отримані математичні рівняння, що описують формозміну в аналізованих системах калібрів і які мають більш високу точність визначення формозміни, чим залежності, що використовувалися дотепер.

Аналіз отриманих рівнянь дозволив зробити висновок про вплив усіх головних параметрів осередку деформації на коефіцієнти формозміни.

4. Вперше проведені сплановані експериментальні дослідження формозміни металу при гарячому прокатуванні сталевих зразків хрестоподібної і таврової форми по схемах деформації, що передбачають наявність ухилу сильно деформованих елементів поперечного перетину заготовки і калібру. Встановлено вплив цього параметра на формозміну.

5. Виконані експериментальні дослідження процесу утворення ребер жорсткості на плоскій заготовці при прокатуванні в хрестоподібних калібрах, що дозволили одержати більш точні математичні залежності для визначення формозміни, чим запропоновані раніше.

6. Вперше виконані експериментальні дослідження формозміни при формуванні таврових профілів у відкритих ребрових таврових калібрах із сталевих заготовок круглого і квадратного поперечного перетину. Встановлено фактори, що визначають деформований стан таврового профілю. Отримано залежності, що математично описують цей процес.

7. Вперше виконані експериментальні дослідження формозміни при прокатуванні профілів П-подібного поперечного перетину з вільним поширенням, що дозволяють оцінити розмір цього поширения в залежності від геометрії осередку деформації.

8. Порівняльний аналіз отриманих у процесі виконання даної роботи теоретичних і експериментальних даних по визначенню формозміни показав, що припущення про можливість конструювання математичних моделей при прокатуванні складних профілів із стандартних конструкційних блоків вірно, а побудовані математичні моделі з використанням варіаційного