Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ РУЛОНА НА МОТАЛКЕ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-11-925-931

Полный текст:

Аннотация

Представлена математическая модель напряженно-деформированного состояния рулона в процессе смотки полосы с учетом совместного влияния неплоскостности, шероховатости поверхности и поперечной разнотолщинности (выпуклости профиля поперечного сечения). Напряженно-деформированное состояние рулона тонкой стальной полосы оказывает существенное влияние на распределение температуры в рулоне и образование окалины во время остывания при горячей прокатке, свариваемость витков при отжиге холоднокатаной полосы, форму самого рулона и т. п. В основе математической модели лежит представление рулона в качестве отдельных вложенных друг в друга полых цилиндров конечной длины. Цилиндры разбиваются на отдельные участки по ширине. Показано, что при этом сумма решений уравнения Ляме для отдельных участков сходится с решением для цилиндра в целом. Модель позволяет рассчитывать напряженно-деформированное состояние рулона с учетом образования зазора между соседними витками из-за поперечной разнотолщинности полосы. Показано распределение в рулоне радиальных и тангенциальных напряжений, сформированных при смотке полосы. Разработанная модель позволяет рассчитывать напряженно-деформированное состояние рулона при смотке ровной полосы, при смотке выпуклой ровной полосы без натяжения, при неплотной смотке выпуклой ровной полосы с натяжением, меньшим натяжения плотной смотки, при плотной смотке выпуклой ровной полосы с натяжением, обеспечивающим плотную смотку, а также при смотке выпуклой неровной полосы без натяжения. Расчет величины сближения контактирующих поверхностей с учетом шероховатости осуществляется на основе вероятностного подхода. Представлен алгоритм расчета напряженно-деформированного состояния рулона. Показанное распределение напряжений в рулоне является характерным для смотки стальных полос. Проверена адекватность данной модели для случая смотки горячекатаной полосы по величине зоны плотного прижатия соседних витков. Плотность прижатия витков в рулоне оценивалась по цветам побежалости на кромках горячекатаной полосы. Расхождение между измеренной и расчетной зонами плотного прижатия составляет 3 %.

Об авторах

С. М. Бельский
Липецкий государственный технический университет
Россия

д.т.н., профессор кафедры «Обработка металлов давлением»,

398600, Липецк, ул. Московская, 30



И. И. Шопин
Липецкий государственный технический университет
Россия

аспирант кафедры «Обработка металлов давлением»,

398600, Липецк, ул. Московская, 30



Список литературы

1. Мазур В.Л., Ноговицын А.В. Теория и технология тонколистовой прокатки. Численный анализ и технические приложения. – Днепропетровск: РВА «Дніпро-VAL», 2010. – 500 с.

2. Mazur V.L. Production of cold-rolled steel coils // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 9. P. 756 – 760.

3. Belsky S.M., Mazur I.P., Lezhnev S.N., Panin E.A. A two-zone model of browdening during rolling // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2017. Vol. 52. No. 2. P. 180 – 185.

4. Belskiy S., Mazur I., Lezhnev S., Panin E. Distribution of linear pressure ofthin-sheetrolling acrossstrip width //Journal ofChemical Technology and Metallurgy. 2016. Vol. 51.No. 4.P. 371 – 378.

5. Ларин Ю.И., Мухин Ю. А., Шкатов В. В. и др. Разработка математических моделей формирования свойств и режимов рекристаллизационного отжига раскисленных алюминием низкоуглеродистых сталей в колпаковых печах. Часть 2 // Производство проката. 2006. № 11. С. 31 – 35.

6. Ларин Ю.И., Мухин Ю.А., Шкатов В. В. и др. Разработка математических моделей формирования свойств и режимов рекрис¬таллизационного отжига раскисленных алюминием низкоуглеродистых сталей в колпаковых печах. Часть 3 // Производство проката. 2006. № 12. С. 12 – 15.

7. Belskiy S.M., Yankova S., Chuprov V.B. etc. Temperature field of stripes under hot rolling // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2015. Vol. 50. No. 6. P. 613 – 616. 8. Ашихмин Г.В., Ирошников С.А. Формирование профиля образующей рулона при намотке полосы // Производство проката. 2002. № 9. С. 14 – 17.

8. Ашихмин Г.В., Ирошников С.А. Взаимосвязь распределения продольных напряжений по ширине полосы в рулоне и профиля его образующей // Производство проката. 2002. № 10. С. 16 – 22.

9. Shinkin V.N., Kolikov A.P. Engineering calculations for processes involved in the production of large-diameter pipes by the SMS Meer technology // Metallurgist. 2012. Vol. 55. No. 11-12. P. 833 – 840.

10. Шопин И.И., Бельский С.М. Упрощенная модель напряженно-деформированного состояния рулона на моталке // Производство проката. 2016. № 5. С. 13 – 17.

11. Мазур В.Л. Производство листа с высококачественной поверхностью. – Киев: Техника, 1982. – 166 с. 13. Шопин И.И., Бельский С.М. Слоистая модель напряженно-деформированного состояния рулона на моталке // Производство проката. 2016. № 8. С. 13 – 17.

12. Shinkin V.N., Kolikov A.P. Simulation of the shaping of blanks for large-diameter pipe // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 1. P. 61 – 66.

13. Shinkin V.N., Kolikov A.P. Elastoplastic shaping of metal in an edge-bending press in the manufacture of large-diameter pipe // Steel in Translation. 2011. Vol. 41. No. 6. P. 528 – 531.

14. Shinkin V.N. The mathematical model of the thick steel sheet flattening on the twelve-roller sheet-straightening machine. Massage 1. Curvature of sheet // CIS Iron and Steel Review. 2016. Vol. 12. P. 37 – 40.

15. Shinkin V.N. The mathematical model of the thick steel sheet flattening on the twelve-roller sheet-straightening machine. Massage 2. Forces and moments // CIS Iron and Steel Review. 2016. Vol. 12. P. 40 – 44.

16. Shinkin V.N. Geometry of steel sheet in a seven-roller straightening machine // Steel in Translation. 2016. Vol. 46. No. 11. P. 776 – 780.

17. Shinkin V.N. Preliminary straightening of thick steel sheet in a seven-roller machine // Steel in Translation. 2016. Vol. 46. No. 12. P. 836 – 840.

18. Groshkova A.L., Polulyakh L.A., Travyanov A.Ya. etc. Phosphorus distribution between phasesin smelting high-carbon ferromanganese in the blast furnace // Steel in Translation. 2007. Vol. 37. No. 11. P. 904 – 907.

19. Podgorodetskii G.S., Yusfin Yu.S., Sazhin A.Yu. etc. Production of generator gas from solid fuels // Steel in Translation. 2015. Vol. 45. No. 6. P. 395 – 402.

20. Orelkina O.A., Petelin A.L., Polulyakh L.A. Distribution of secondary gas emissions around steel plants // Steel in Translation. 2015. Vol. 45. No. 11. P. 811 – 814.

21. Polulyakh L.A., Dashevskii V.Ya., Yusfin Yu.S. Manganese-ferroalloy production from Russian manganese ore // Steel in Translation. 2014. Vol. 44. No. 9. P. 617 – 624.

22. Hu J., Marciniak Z., Duncan J. Mechanics of Sheet Metal Forming. – Butterworth-Heinemann, 2002. – 211 p.

23. Banabic D. Multiscale modeling in sheet metal forming. – Springer, 2016. – 405 p.


Для цитирования:


Бельский С.М., Шопин И.И. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ РУЛОНА НА МОТАЛКЕ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2017;60(11):925-931. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-11-925-931

For citation:


Belskii S.M., Shopin I.I. PARAMETRICAL MODEL OF STRESS-STRAIN STATE OF THE ROLL ON A COILER. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2017;60(11):925-931. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-11-925-931

Просмотров: 164


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)