новая папка 1 / 236040

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬ НОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬ НОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧ ЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра обработки металлов давлением

НЕРАВНОМЕРНОСТЬ

ДЕФОРМАЦИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Методики, комплекс задач и основные формулы для расчета характеристик неплоскостности полос к практическим занятиям для студентов дневной и очно-заочной форм обучения профиля «Обработка металлов давлением»

Составитель А.И. Божков

Рукопись и графический материал утверждаю:

Зав. кафедрой ОМД Ю.А.Мухин

Объем 1,5 п.л. Тираж 100 экз.

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬ НОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬ НОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧ ЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра обработки металлов давлением

НЕРАВНОМЕРНОСТЬ

ДЕФОРМАЦИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Методики, комплекс задач и основные формулы для расчета характеристик неплоскостности полос к практическим занятиям для студентов дневной и очно-заочной форм обучения профиля «Обработка металлов давлением»

Составитель А.И. Божков

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

4

УДК 621.77 Б 766

Рецензент: Черный В.А., канд.техн. наук, доц.

Божков,А.И.

Б766 Неравномерность деформации [Текст]: метод.указ. Методики, комплекс задач и основные формулы для расчета характеристик неплоскостности полос/ сост. А.И. Божков – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. – 25 с.

Рассмотрены методики, комплекс задач и основные формулы для расчета характеристик неплоскостности полос. Главное внимание уделено изучению формирования неплоскостности полос как следствия неравномерности деформации по их ширине.

Предназначены для студентов дневной и очно-заочной форм обучения профиля «Обработка металлов давлением», изучающих дисциплину «Неравномерность деформации».

Табл.20. Ил.3.

© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический

университет», 2013

6

Окончательно формируются характеристики неплоскостности полос (A5, T5, П5, A8, T8, П8, A9, T9, П9) и

определяющее их поле остаточныхнапряжений ( 5,8,9).

Агрегаты поперечной резки (АПР)

Плоскостность существенно не изменяется.

Процессы формирования характеристик неплоскостности полос в линии НТА (МПР), на прокатных станах (непрерывный и дрессировочный), на агрегатах термообработки (АНО и КП) и отделки (АПрР и АПР

сРПМ) отличаются.

Вмашине правки растяжением происходит выравнивание длин отдельных продольных сечений полосы за счет дозированной пластической деформации, которая, в свою очередь, вызывается двумя видами напряжений: изгибающими и растягивающими.

На прокатных станах косвенная характеристика неплоскостности эпюра внутренних продольных остаточных напряжений образуется в результате неравномерности пластической деформации по ширине полосы и в силу известных специфических эффектов (один из них – эффект “самовыравнивания”),

неоднократно подтвержденных на практике, не зависит от исходной эпюры напряж ений.

В АНО изменение эпюры остаточных напряжений в полосе происходит в неразрывной связи с явлениями самопроизвольного уменьшения напряжений при неизменной общей деформации, т.е.

определяется степенью их релаксации. Эпюра остаточных напряжений в отожженной полосе формируется за счет изменения соотношения между упругой и пластической деформациями в каждом продольном сечении по ширине полосы при термообработке (при этом сумма их всегда неизменна) и может зависеть от исходной эпюры напряжений в холоднокатаной полосе.

При отжиге рулонов в КП происходит также перераспределение по ширине полосы соотношений между существующей упругой и возникающей под действием режима термообработки пластической деформациями при неизменном поперечном профиле полосы. Однако, в отличие от АНО, процесс релаксации напряжений в плотно намотанном рулоне во многом определяется его напряженно-

деформированным состоянием.

Полоса, обрабатываемая в РПМ, подвержена воздействию только напряжений изгиба. При знакопеременном изгибе на плоских участках полосы возникает пластическая деформация, а на неплоских – полоса деформируется упруго. Посредством РПМ можно уменьшить неплоскостность небольшой величины.

Весь процесс формирования плоскостности готовой продукции листопрокатных цехов согласно схеме на рис. 1 можно условно разделить на отдельные подпроцессы, протекающие на основных технологических агрегатах,

на которых происходят существенные изменения характеристик поперечного профиля и плоскостности полосы.

9

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЛОСКОСТНОСТИ ПОЛОС ПРИ ПРАВКЕ РАСТЯЖЕНИЕМ

Машины правки растяжением включают в линии агрегатов травления резки для улучшения плоскостности полос. В составе непрерывных травильных агрегатов (НТА) их используют не только для улучшения плоскостности , но и для механической обработки полос и удаления окалины с их поверхности. МПР способствует более полному удалению раствора с поверхности полосы в отжимных роликах (при этом увеличивается срок службы отжимных и транспортных роликов и уменьшаются потери кислоты); стабилизации процесса травления (уменьшается вероятность поперечного смещения полосы);

повышению стойкости ножей (уменьшается "волнистость" полос и облегчается образка кромок); упрощению заправки полос в стан и т.д.

Из схемы напряженного состояния полосы при правке растяжением следует, что в процессе правки в полосе создаются два основных вида напряжений (рис.2.1):

-напряжение изгиба - И, создаваемое правильными роликами;

-напряжение растяжения - Р, создаваемое натяжными станциями.

F D F

Рис. 2.1. Схема изгиба полосы при правке растяжением:

F – натяжение, остальные обозначения в тексте

Все остальные возможные напряжения будем считать несущественными по сравнению с указанными и исключим их из дальнейшего анализа.

Постановка задач Первая задача (технологическая). Заданы входные величины: размеры,

10

материал и характеристики неплоскостности горячекатаной полосы (переменные); диаметры роликов и мощность натяжных станций машины правки растяжением (константы). Необходимо определить выходные величины

– новые характеристики неплоскостности полосы после правки с заданной настройкой МПР (контролируемый процесс).

При необходимости задача может быть сформулирована иначе. Необходимо определить усилие растяжения полосы (при заданных диаметрах роликов), достаточное для исправления неплоскостности горячекатаной полосы (управляемый процесс).

Вторая задача (проектная). Заданы входные величины: диапазоны изменения размеров, сортамента и характеристик неплоскостности горячекатаной полосы, характерные для данного листопрокатного цеха. Необходимо определить параметры МПР – диаметры роликов и усилие растяжения (мощность натяжных станций).

При построении модели использовали структурную идентификацию; это обусловлено относительно небольшим числом основных взаимосвязанных величин, отсутствием второстепенных связей, шумов и достаточной простотой применяемых формул.

Модифицированная формула для расчета напряжения изгиба приведена

11

При неплоскостности, возникающей в результате неравномерности распределения остаточных продольных напряжений по ширине полосы и превышения максимальным остаточным напряжением сжатия сж критического напряжения устойчивости кр, формулу (2.2) целесообразно несколько видоизменить.

Это изменение обусловлено тем, что для полного выравнивания в полосе необходимо создать такое напряжение, которое превышало бы предел текучести материала на величину максимального остаточного напряжения растяжения +. Тогда условие полного выравнивания полосы можно представить как

12