Дослідження впливу режимів обтиснення на витрати енергії при холодному прокатуванні тонких листів

В. Чубенко Н. Саітгареєв T. Ярош A. Хіноцька
Отримано 08.01.2023, Доопрацьовано 17.03.2023, Прийнято 25.04.2023
Анотація

Мета. Дослідити процес холодного прокатування тонких сталевих листів за допомогою інженерної програми DEFORM 3D для визначення енергосилових параметрів обробки та встановити раціональні режими прокатування для підвищення енергоефективності процесу обтиснення. Методи дослідження. Для дослідження процесів, що відбуваються при виготовленні тонкого листа зі сталевого матеріалу методом холодного прокатування, було виконано моделювання з використанням комп’ютерної програми DEFORM 3D, яка дозволяє точно визначити технологію холодного прокатування та витрати енергії на процес. Під час моделювання було створено модель процесу холодної обробки тонкого листа; задані початкові дані, режими обтиснення і температура обробки, параметри руху прокатних валків та оброблюваної смуги, коефіцієнт тертя; обрано матеріал заготовки і встановлено його властивості. Визначено тип об’єктів моделювання, де встановлено, що інструмент має жорсткий тип, а оброблюваний матеріал – пластичний. Головним призначено верхній прокатний валок. При моделюванні процесу холодного прокатування листового матеріалу використовувався аналіз Лагранжа. Було визначено кількість кроків моделювання, яка дорівнювала 100. Обробка відбувалася у системі SI. Наукова новизна. Вперше отримані аналітичні залежності для визначення енергосилових параметрів холодного прокатування тонких сталевих листів за допомогою моделювання процесу методом дискретних елементів Практична значимість. Визначено раціональні режими обробки металу для удосконалення технологічного процесу холодного прокатування тонких листів. Результати. Виконано дослідження процесу пластичної деформації матеріалу за криволінійною сіткою, визначено поле векторних переміщень і встановлено, що максимальне переміщення сталевого матеріалу здійснюється під дією верхнього прокатного валка, досліджено розподіл напружено-деформованого стану оброблюваного матеріалу і визначено максимальні напруження в зоні деформації. Вивчено розподіл зусиль прокатування і крутного моменту, що дозволило визначити їхні максимальні значення, які спостерігаються на 7-9 секунді обробки. В подальшому величина цих показників зменшується через зникнення захоплюваних сил і встановлюється сталий процес холодного прокатування

Ключові слова:
моделювання; осередок деформації; прокатний валок; тонкий лист; холодна прокатка; витрати енергії; комп’ютерна програма

Взято з Том 21, № 1, 2023

Сторінки 37–42

Використані джерела ЦИТУВАТИ

[1] Чубенко В.А, Хіноцька А.А. Технологія процесів прокатування: Навчальний посібник. – Кривий Ріг: Видавець ФОП Чернявський Д.О., 2017. – 170 с.

[2] Бережний М.М., Чубенко В.А. Основи проектування технологічних ліній та комплексів металургійних цехів: Монографія. – Кривий Ріг: Видавничий дім, 2010. – 444 с.

[3] Данченко В.М., Гринкеч В.О., Головко О.М. Терія процесів обробки металів тиском: Підручник. – Днпропетровськ: Пороги, 2008. – 370 с.

[4] Визначення впливу режиму обтиснення при прокатуванні на внутрішню будову металу / В.А. Чубенко, А.А. Хіноцька // Качество минерального сырья. Кривой Рог, 2018 Т2 С. 151-159.

[5] Процессы деформации металла на основе многовалковых калибров: Монография [Текст] / И.К. Огинский, В.Н. Данченко, А.А. Самсоненко, В.В. Бояркин. – Днепропетровськ: Пороги, 2011. – 355 с.

[6] Компьютерное моделирование процесса обработки металлов давлением [Текст] / В.Н. Данченко, А.А. Миленин, В.И. Кузьменко, В.А. Гринкевич. – Днепропетровск. Системные технологии, 2005. – 448 с.

[7] Компьютерное моделирование в инженерной проактике/ А.А. Алямовский, А.А. Собачкин, Е.В. Одинцов [и др.]/ Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2005. – 799 с.

[8] Исследование очага деформации при продольном прокатывании с точки зрения реологической концепции [Текст] / Н.Н. Бережной, В.А. Чубенко, А.А. Хиноцкая, С.О. Мацишин // Восточно-Европейский журнал передовых технологий – том 1 № 7 (73) (2015), - с. 31-35 doi:10.15587/1729-4061.2015.38059.

[9] Kodjaspirov, G.E. Effect of thermomechanical processing on structure and corrosion-mechanical properties of AISI 321 steel [Text] / G.E. Kodjaspirov, A.I. Rudkoy, V.V. Rybin // Advanced Materials Research. – 2010 – Vol. 89-91. – P. 769– 772. doi:10.4028/www.scientific.net/amr.89-91.769.

[10] Faraji, G. Accumulative Torsion Back (ATB) Processing as a New Plastic Deformation Technique [Text] / G. Faraji, H. Jafarzadeh //Materials and Manufacturing Processes. – 2012 – Vol. 27, Issue 5 – P. 507–511. doi: 10.1080/10426914.2011.593235

[11] Вплив швидкості деформації на зміну напруження при поздовжньому прокатуванні [Текст] / В.А. Чубенко, А.А. Хіноцька //Гірничий вісник. – 2019, Випуск 105. – С. 42 – 46.

[12] Тимофеева М.А. Исследование и моделирование энергосиловых параметров процесса дрессировки для совершенствования технологий и оборудования дрессировочных станов: Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук: спец. 05.02.13 «Машины, агрегаты процессы металлургического производства»/ М.А. Тимофеева. – Череповец, 2006. – 24 с.

[13] Huey–Lin Ho. A study of improving warped characteristics during flange forging [Text] / Huey–Lin Ho, Su–Hai Hsiang, Chia–Ju Chang // Journal of materials processing technology 201. – 2008. – P. 14–18.

[14] Monaghan J. An investigation of plane-strain lateral extrusion to form components having staggered branches [Text] / J. Monaghan // Journal of Materials Processing Technology. – 1998. – 77. – P. 305–313.

[15] Практическое руководство к програмному комплексу DEFORM-3D: учебное пособие [Текст] / В.С.Паршин, А.П. Карамышев, И.И. Некрасов и др. – Екатеринбург: УрФУ, 2010. – 266 с.

Chubenko, V., Saitgareev, N., Yarosh, T., & Khinotska, A. (2023). Study of reduction patternsimpact on energy consumption during cold rolling of thin sheets. Journal of Kryvyi Rih National University, 21(1), 37-42. https://doi.org/10.31721/2306-5451-2023-1-56-37-42
uk