Моделювання гарячого прокатування товстих листів

В. Чубенко Л. Саітгареєв T. Ярош В. Плотніков A. Хіноцька
Отримано 14.11.2023, Доопрацьовано 09.02.2024, Прийнято 26.04.2024
Анотація

Мета роботи полягає в дослідженні параметрів гарячого прокатування товстих листів, використовуючи комп’ютерну програму DEFORM 3D. Результати дослідження забезпечують вирішення актуальної проблеми металургійного виробництва з встановлення раціональних режимів обтиснення, що дозволяють отримати якісну металопродукцію при мінімальній собівартості виробництва. Методи дослідження базуються на використанні фундаментальних положень теорії і технології обробки металів тиском і металознавства. Для дослідження параметрів процесів гарячого прокатування товстих листів було використано моделювання за допомогою комп’ютерної програми DEFORM 3D, що дає можливість визначити режими обтиснення при обробці металів і сплавів при мінімальних вартісних витратах на експерименти. Було згенеровано модель гарячого прокатування товстого листа, для якої задано початкові розміри заготовки, режими обтиснення та температура обробки, вибрано оброблюваний матеріал, визначено його властивості та вплив на них ступеня обтиснення і температури деформації. У дослідженнях змінювався ступінь деформації; температура обробки залишалася постійною і дорівнювала 10500С. Було отримано кінцево-елементну сітку і задано 90 кроків моделювання, що дозволило ретельно проаналізувати процес гарячого прокатування. Наукова новизна полягає в дослідженні розподілу активних напружень і зусиль в осередку деформації в результаті моделювання за допомогою методу кінцевих елементів, що дозволяє визначити їх максимальні значення та можливі коливання. Практична значимість полягає в удосконаленні технологічного процесу гарячого прокатування товстого листа за рахунок використання раціональних режимів обробки, що забезпечують мінімальні витрати енергії на процес. Результати. Згенеровано модель гарячого прокатування товстого листа за допомогою комп’ютерної програми DEFORM 3D і визначено зміни властивостей матеріалу під час обробки. Виявлено розподіл напружень і деформацій у зоні обробки, з’ясовано характер розподілу зусилля прокатування в осередку деформації. Визначено, що раціональною є ступінь деформації на рівні 40-50 %, що забезпечить виготовлення якісних листів гарячим прокатуванням при мінімальних витратах енергії

Ключові слова:
гаряче прокатування; товстий лист; моделювання; зусилля прокатування; осередок деформації; комп’ютерна програма DEFORM 3D; метод кінцевих елементів; режими обтиснення

Взято з Том 22, № 1, 2024

Сторінки 137–142

Використані джерела ЦИТУВАТИ

[1] Теорія процесів обробки металів тиском: Підручник [Текст] / В.М. Данченко, В.О. Гринкевич, О.М. Головко. – Дніпропетровськ: Пороги, 2008. – 370 с.

[2] 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.

[3] 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.

[4] 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.

[5] 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.

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

[7] Зенкевич О. Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с англ. [Текст] / О. Зинкевич, К. Морган – Мир, 1986. – 318 с.

[8] Кузьменко В.І. Вступ до методу скінчених елементів: Навч. посіб. [Текст] /В.І.Кузьменко – Дніпропетровськ: РВВ ДНУ, 2002. – 84 с.

[9] Hwang B.C. A UBET analysis of the non–axisymmetric combined extrusion process [Text] / B.C. Hwang, H.I. Lеe, W.B. Bae // Journal of Materials Processing Technology. – 2003. – №139. – С. 547-552.

[10] 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.

[11] 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.

[12] Fereshteh-Saniee F. A new CAD system for finisher die design of an axisymmetric forging component with arbitrary profile [Text] / F. Fereshteh-Saniee, B. Daneshzad-Moghaddam // J. Mater. Process. Technol. 2004. 153-154. – Р. 157-163.

[13] 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.

[14] Дослідження об'ємноструктурних і енергетичних перетворень в сталях при прокатуванні. Монографія [Текст] / В.А. Чубенко, А.А. Хіноцька, – Кривий Ріг: Видавництво (ФО-П Чернявський Д.О.), 2018. – 178 с.

[15] Дослідження об'єму осередку деформації та часу перебування металу в ньому при валковій розливці сталі для виготовлення тонких смуг [Текст] / В.А. Чубенко, А.А. Хіноцька, В. Чубенко // Вісник Криворізького технічного університету. – Кривий Ріг: КТУ, 2017. – Вип. 45. – С. 185-289.

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

Chubenko, V., Saitharieiev, L., Yarosh, T., Plotnikov, V., & Khinotska, A. (2024). Modeling of the thick sheet hot rolling process. Journal of Kryvyi Rih National University, 22(1), 137-142. https://doi.org/10.31721/2306-5451-2024-1-58-137-142
uk