Повышение эффективности использования универсально-балочного стана на основе исследования стойкости валков и динамики привода

• Автор: Комратов, Юрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 145 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Оборудование универсально-балочного стана и повышение эффективности его использования
1.1 Оборудование универсально-балочного стана НТМК
1.2 Конструктивные параметры валков универсально-балочного стана
1.3 Технология производства двутавровых профилей из непрерывнолитой заготовки в клетях УБС
1.4 Основные направления повышения эффективности использования универсально-балочного стана
1.4.1 Повышение стойкости прокатных валков
1.4.2 Выбор параметров и компоновки линий привода, обладающих повышенной работоспособностью
1.4.3 Освоение новых видов проката, обладающих повышенной конкурентоспособностью
Выводы
Глава 2. Теоретическое исследование напряженного состояния при изготовлении многослойных валков
2.1 Методика решения нестационарной задачи теплопроводности, термоупругости и упругости методом конечных элементов
2.1.1 Общий алгоритм решения задач
2.1.2 Методика решения нестационарной задачи теплопроводности и термоупругости методом конечных элементов в объемной постановке
2.1.3 Методика решения краевых задач упругости методом конечных элементов в объемной постановке
2.2 Конструктивные параметры и технология изготовления двухслойного бандажа
2.3 Методика расчета температурного поля и напряженно-деформированного состояния двухслойного бандажа

2.3.1 Методика расчета температурного поля и термонапряженно-деформированного состояния двухслойного бандажа
2.3.2 Методика расчета усадки, величины обратного натяга и напряжений, возникающих в двухслойном бандаже после полного остывания
2.3.3 Система допущений
2.3.4 Теплотехнические и механические характеристики материалов бандажа
2.3.5 Расчетная модель и граничные условия решения задачи
2.4 Результаты расчета температурного поля, усадки и напряжений
двухслойного бандажа
2.4.1 Температурное поле двухслойного бандажа и термические напряжения
2.4.2 Усадка слоев двухслойного бандажа и расчет обратного натяга
2.4.3 Напряженное состояние двухслойного бандажа
Выводы'
Глава 3. Динамика линии привода обжимной клети 1300 универсальнобалочного стана
3.1 Математическая модель линии привода
3.1.1 Учет зазоров в механической модели
3.1.2 Демпфирование крутильных колебаний
3.1.3 Модель очага деформации
3.1.4 Математическая модель главной линии
3.1.5 Результаты моделирования динамических нагрузок
3.2 Расчет оптимальных параметров линии привода обжимной клети

3.2.1 Постановка задачи оптимизации
3.2.2 Выбор целевой функции
3.2.3 Выбор метода оптимизации
3.2.4 Результаты оптимизации главной обжимной клети 1

Выводы
Глава 4 Промышленные исследования и внедрение
4.1 Новая технология изготовления составных прокатных валков
4.1.1 Разработка технических условий производства составных валков
4.1.2 Технология изготовления составных прокатных валков
4.2 Исследование ихноса валков универсально-балочного стана
4.2.1 Методика исследования механизма износа валков
4.2.2 Механизм износа и оценка стойкости прокатных валков
4.3 Механизм образования трещин в валках
4.4 Исследование стойкости отечественных составных валков
4.5 Получение фасонного проката из стали 18САТЮ
4.6 Технология прокатки квадратных заготовок на универсальнобалочном стане
Заключение
Список литературы
Приложение 1. Методика решения нестационарной задачи теплопроводности и термоупругости методом конечных элементов в
объемной постановке
Приложение 2. Методика решения краевых задач теории упругости методом конечных элементов в объемной постановке

ц-коэффициент Пуассона;
8^ -символ Кронекера;
е -объемное расширение, е = ех + еу + е..
Последнее слагаемое в правой части формулы (2.5) отражает влияние на напряжения температурной деформации.
Если ввести обозначение
* _2fj ' ’
то определяющее уравнение (2.5) примет вид уравнения (2.9), где начальные напряжения заменены соответствующими напряжениями от температурной деформации.
Таким образом, если температурное поле в области известно, то соотношения МКЭ (2.4)-(2.6) применимы к задачам термоупругости, где все параметры являются функциями температуры.
Таким образом, для определения термоупругих напряжений в бандаже необходимо:
- в каждый момент времени определить температурное поле во всех узлах конечноэлементаой сетки в соответствии с вышепоставленной задачей расчета температур;
-затем для данного момента времени решить объемную задачу теории упругости в соответствии с постановкой, приведенной в разделе 2.1.3 с заменой уравнения (2.9) выражением (2.5) либо (2.6). При этом в качестве граничных условий необходимо задать на всей поверхности исследуемого сектора только отсутствие внешних сил Тогда разрешающие уравнения (2.4)...(2.6) позволят найти температурные перемещения во всех узлах конечноэлементного разбиения, а затем определяются и температурные деформации и напряжения.
Данная схема выполнения расчетов повторяется и реализована в одном из модулей пакета АШУЗ 5.5.1 [32].