Статья
| Наименование | Адаптация метода конечно-элементного моделирования процесса прокатки овального раската в круглом калибре | ||||
| Авторы |
|
||||
| Раздел | Металлургия и материаловедение | ||||
| Год | 2021 | Выпуск | 66 | Страницы | 32 - 39 |
| УДК | 621.785 | EDN | WQSFZZ | ||
| Аннотация | Метод конечно-элементного моделирования является эффективным инструментом совершенствования технологии прокатки сортовых профилей. Известно, что он требует адаптации применительно к каждому исследуемому процессу. Настоящая работа посвящена его адаптации применительно к процессу прокатки овального раската в круглом калибре. С использованием метода расчета напряжения течения металла, учитывающего накопленную деформацию, а также процессов динамического преобразования структуры металла при горячей прокатке разработана функция компьютерной программы по автоматизированному формированию компьютерной базы цифровой информации о напряжении течения металла, которая необходима для выполнения конечно-элементных расчётов в системе DEFORM-3D. Выполнено конечно-элементное моделирование процесса прокатки в клети 750 круга диаметром 150 мм из стали 45. Отклонение расчетного значения силы прокатки от экспериментального составило 9,3 %. | ||||
| Реферат | Цель. Выполнить адаптацию метода конечно-элементного моделирования применительно к процессу прокатки овального раската в круглом калибре.
Методика. С использованием метода расчета напряжения течения металла, учитывающего накопленную деформацию, а также процессов динамического преобразования структуры металла при горячей прокатке разработана функция компьютерной программы по автоматизированному формированию компьютерной базы цифровой информации о напряжении течения металла, которая необходима для выполнения конечно-элементных расчётов в системе DEFORM-3D. Реализация моделирования процесса прокатки в системе DEFORM-3D выполнена методом конечно-элементного моделирования. Результаты. Выполнена адаптация метода конечно-элементного моделирования применительно к процессу прокатки овального раската в круглом калибре. Разработана функция компьютерной программы по автоматизированному формированию компьютерной базы цифровой информации о напряжении течения металла, которая необходима для выполнения конечно-элементных расчётов в системе DEFORM-3D. Выполнено конечно-элементное моделирование процесса прокатки в клети 750 круга диаметром 150 мм из стали 45. Отклонение расчетного значения силы прокатки от экспериментального составило 9,3 %. Отклонение расчетного значения температуры металла на поверхности круга от экспериментального составило 4,5 %. Размеры круга получены в пределах поля допусков по ГОСТ 2590-2006. Научная новизна. Научная новизна представленной работы состоит во вновь разработанной модели процесса прокатки овального раската в круглом калибре на основе метода конечных элементов и расчете напряжения течения металла, учитывающем накопленную деформацию, а также процессы динамического преобразования структуры металла при горячей прокатке. Практическая значимость. Разработанные модель процесса прокатки овального раската в круглом калибре и компьютерная программа автоматизированного формирования базы цифровой информации о напряжении течения металла позволяют оперативно выполнять совершенствование способов и калибровок для прокатки круглых профилей. |
||||
| Ключевые слова | процесс прокатки овального раската в круглом калибре; система DEFORM-3D; конечно-элементное моделирование; напряжение течения металла; накопленная деформация; динамическое преобразование структуры металла при горячей прокатке; компьютерная программа. | ||||
| Финансирование | |||||
| Благодарности | |||||
| Список источников |
1. Ершов, С. В. О моделировании процесса прокатки с использованием метода конечных элементов [Текст] / С. В. Ершов // Металлы. — 2004. — № 4. — С. 36–40.
2. Dimensional analysis in steel rod rolling for different types of grooves [Text] / F. Capece Minutolo [et al.] // Journal of Materials Engineering and Performance. — 2005. — Vol. 14. — Iss. 3. — P. 373–377.
3. Mathematical model of neutral line on the contact zone in alloyed bar rolling by the round-oval- round pass sequence [Text] / Yo. Dong [et al.] // International Journal of Mechanical Sciences. — 2016. — Vol. 115–116. — P. 180–189.
4. Analytical model for predicting the surface profile of a work piece in round-to-2–R and square-to-2–R oval groove rolling [Text] / U. K. Yoo [et al.] // Journal of Mechanical Science and Technology. — 2010. — Vol. 24. — Iss. 11. — P. 2289–2295.
5. Dong, Yo. Novel analytic model for the projected contact zone based on the flow line element method in alloyed bar rolling [Text] / Yo. Dong, H. Zhu, J. Song // Open Access Library Journal. — 2017. — Vol. 4, e3247. — 16 p.
6. Зуев, И. А. Разработка способа повышения качества проката и износостойкости инструмента в условиях стана 150 ОАО «БМЗ — Управляющая компания холдинга „БМК“» [Текст] / И. А. Зуев // Литье и металлургия. — 2016. — Вып. 85. — № 4. — С. 56–61.
7. Производство трубной заготовки [Текст] / А. П. Чекмарёв [и др.]. — М.: Металлургия, 1970. — 304 с.
8. Зависимость напряжения течения стали 0,19C-0,20Si-0,40Mn, учитывающая при горячей прокатке процессы динамического преобразования структуры [Текст] / А. В. Яковченко, С. А. Снитко, В. В. Пилипенко, Н. И. Ивлева // Вестник Донецкого национального технического университета. — 2020. — Том 19. — № 1. — С. 45–52.
9. Солод, В. С. Математическое моделирование сопротивления деформации при горячей прокатке углеродистых сталей Текст / В. С. Солод, Я. Е. Бейгельзимер, Р. Ю. Кулагин // Металл и литье Украины. — 2006. — № 7–8. — С. 52–56.
|
||||
| Полный текст |
|
||||