Моделирование очага деформации с целью разработки процесса и определения параметров прокатки плоских ребристых заготовок

• Автор: Федулов, Артем Анатольевич
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ С ОРЕБРЕННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ОРЕБРЕНИЯ
1.1 Обзор способов производства оребренных изделий
1.2 Обзор теоретических исследований процессов оребрения
листов, полос, зубчатых колес и шлицев
1.3 Постановка задач исследования
Выводы
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ ПЛОСКИХ РЕБРИСТЫХ ЗАГОТОВОК
2.1 Выбор метода теоретического исследования
2.2 Обоснование расчетной схемы при прокатке
плоских заготовок с оребрением
Выводы
3. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ ПЛОСКИХ ЗАГОТОВОК С ОРЕБРЕНИЕМ
3.1 Алгоритм решения задачи определения напряженно-деформированного состояния полосы при прокатке
с оребрением
3.2 Исходные данные и диапазоны измерения параметров
3.3 Параметрический анализ процесса прокатки плоских
заготовок с оребрением
Выводы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ ПЛОСКИХ РЕБРИСТЫХ ЗАГОТОВОК С ОРЕБРЕНИЕМ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Экспериментальные исследования процесса одностороннего оребрения полосы по результатам измерения микротвердости
4.2 Сравнение данных параметрического анализа
с результатами исследований процессов оребрения, приведенных в литературных источниках
4.3 Предложения по технологии и составу оборудования для прокатки плоских ребристых заготовок
4.3.1 Предложения по технологии нанесения одностороннего оребрения
4.3.2 Предложения по составу оборудования и инструменту
для нанесения оребрения
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Современное машиностроение нуждается в решении множества задач, направленных на повышение эффективности предлагаемых решений при обеспечении минимальных затрат на их внедрение. Многие технические решения основываются на частичной реконструкции агрегатов и машин или применении новых материалов, а также повышении потребительских свойств уже имеющихся изделий.
Например, одним из мероприятий по повышению качеств выпускаемой продукции, в частности, повышения теплотехнических свойств поверхности изделия или улучшения условий контакта изделия с прочими элементами, является применение оребрения.
На сегодняшний день оребрение поверхностей применяется в различных агрегатах, машинах и приборах металлургической, машиностроительной, химической и пищевой отраслях промышленности, строительстве и энергетике. При этом в зависимости от их функционального назначения существует множество видов оребрения, разделяющихся по его геометрическим параметрам профиля и конфигурации. Например, одним из видов ореб-ренных изделий могут считаться зубчатые колеса и рейки. При производстве ряда позиций слесарного инструмента на его рабочую поверхность наносится насечка. Кроме того, оребрение ромбовидного и чечевичного видов наносят на напольный металлический настил. Оребрение элементов применяется также для повышения жесткости при строительстве железобетонных конструкций, для увеличения поверхности теплообмена теплообменных агрегатов (в том числе промышленных абсорбционных чиллеров, устанавливаемых в высотных и офисных зданиях).
Известно применение процессов оребрения для вспомогательных технологических операций по созданию сеток мелкого шага, соединения разно-

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ПРОКАТКИ ПЛОСКИХ РЕБРИСТЫХ ЗАГОТОВОК
В связи с высокой эффективностью процесса, обусловленной высокой производительностью, широким сортаментом получаемой продукции и возможностью автоматизации процесса, по результатам Главы 1 данной работы в качестве способа оребрения принята прокатка в клетях с профилированными валками.
Для теоретического исследования процесса прокатки плоских заготовок с оребрением требуется построение математической модели, которая позволит получить данные о формоизменении полосы в любой промежуток времени и энергосиловых параметрах процесса.
2.1 Выбор метода теоретического исследования
Теоретические исследования, проводимые в области изучения процессов ОМД, базируются на рассмотрении уравнений теории пластичности. При этом решение полной системы уравнений теории пластичности усложняется в связи с большим количеством входящих в систему уравнений в частных производных в них.
Полная система уравнений теории пластичности включает в себя уравнения напряженно-деформированного состояния, уравнения неразрывности и теплопроводности, кинематические уравнения, а также уравнения, позволяющие описать перемещение точек деформируемого тела и траекторию движения частиц. Для снижения количества искомых уравнений при решении практических задач используются методы, основанные на допущениях. В результате этих допущений значительно снижается количество уравнений, не-