Совершенствование технологии получения заданной микрогеометрии холоднокатаных полос с использованием методов математического моделирования

• Автор: Рыблов, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Шероховатость поверхности и способы ее оценки

1.2 Требования к шероховатости поверхности холоднокатаных полос

1.3 Формирование микрогеометрии поверхности рабочих валков

1.4 Обзор существующих математических моделей микрорельефа поверхности рабочих валков и холоднокатаных полос
1.5 Использование методов имитационного моделирования для исследования процесса формирования стохастического микрорельефа поверхности холоднокатаных полос

1.6 Постановка задач исследования

2РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МИКРОРЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТИ РАБОЧЕГО ВАЛКА .

2.1 Методика моделирования шероховатости поверхности рабочих валков

2.2 Оценка степени подобия смоделированной трехмерной поверхности

реальному микрорельефу поверхности рабочего валка

2.3 Исследование влияния параметров моделирования на параметры шероховатости смоделированной поверхности
2.4 Оценка склонности к износу микрорельефа поверхности рабочих валков
2.5 Выводы по главе 2
3РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ПЕРЕНОСА ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ВАЛКА НА ПОЛОСУ
3.1 Алгоритм нахождения площади контактной поверхности при внедрении неровностей микрорельефа валка в полосу на заданную глубину
3.2 Расчет контактных напряжений при внедрении микронеровностей валка в полосу
3.3 Моделирование поверхности полосы
3.4 Влияние микрорельефа поверхности валка на формирование микрогеометрии холоднокатаных полос
4ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОГЕОМЕТРИИ ПОЛОСЫ В ОЧАГЕ ДЕФОРМАЦИИ
4.1 Разработка имитационной математической модели прогноза микрорельефа поверхности полосы после холодной прокатки
4.2 Особенности моделирования напряженнодеформированного состояния очага деформации при прокатке в последней клети
4.3 Построение зависимости, описывающей формирование микрорельефа холоднокатаной полосы
4.4 Влияние величины скольжения поверхностей валка и полосы, друг относительно друга, на формирование микрорельефа полосы в очаге деформации при прокатке
4.5 Экспериментальная проверка результатов математического моделирования процесса формирования микрорельефа поверхности холоднокатаной полосы
4.6 Выводы по главе 4
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Пространственная модель поверхности, основанная непосредственно на профилограммах является клиновой, т. Реально, поверхность валков и, соответственно, получаемых на них полос имеет более сложную структуру. Применение профильных методов для оценки шероховатости объясняется достаточно низкой распространенностью в настоящее время на металлургических производствах приборов для измерения топографических параметров т. Как показывает анализ литературных источников, многие задачи практики требуют исследования свойств поверхности в целом, и изучение ее сечений оказывается недостаточным 6. В работе 7 указывается, что для правильного представления о поверхности необходимо иметь возможность охарактеризовать ее как пространственный объект, обладающий определенной топологией. При этом можно выделить, по крайней мере, два уровня понятий, позволяющих это сделать. Первый из них связан со структурной организацией неровностей относительно друг друга, второй со строением элементарных объектов, составляющих шероховатость. Предполагается представлять структурную организацию неровностей, используя текстурные признаки, широко применяемые при решении различных задач. Понятие текстуры может быть представлено следующим образом на поверхности можно найти фрагмент, рисунок которого регулярно повторяется в пределе области, значительной по сравнению с размером фрагмента. Элементарная часть это примерно однородная единица, имеющая приблизительно одинаковую форму во всей текстурной области. Образование текстуры обычно связывают характером внешних формирующих воздействий 7. На качественном уровне текстуру можно описать одним или несколькими прилагательными, такими как мелкозернистая, крупнозернистая, гладкая, гранулированная, беспорядочная, нерегулярная, холмистая и т. Каждое из этих прилагательных определяется признаками пространственного расположения элементарных составляющих текстуры. Технология производства холоднокатаной полосы из горячекатаного подката предусматривает термообработку полосы после холодной прокатки. При отжиге плотносмотанных рулонов в колпаковых печах возможно слипание сварка витков между собой. Изза этого при размотке рулона перед дрессировкой при отрыве наружного витка от рулона образуются линии пластического изгиба полосы. Возникает дефект поверхности излом. Авторы работ 8 указывают, что одним из факторов, влияющих на образование дефекта излом, является величина шероховатости поверхности полосы. В работе 8 приведено описание экспериментального исследования микрорельефа поверхности полос, имеющих дефект излом. Анализ полученных данных рис. Яа до 1,3 мкм. V
5 л К
Б
о
У
0,
Шероховатость полосы Яа, мкм
Рис. Плотность пиков Рс при этом значении достигает на базе профиля 1 см. Авторы работы делают вывод, что в диапазоне параметра шероховатости Яа 1,5 2,0 мкм плотность пиков Рс на 1 см создаются предпосылки для предотвращения слипания витков. Наряду с высотными характеристиками микронеровностей, на вероятность образование дефекта излом также оказывает влияние плотность распределения микронеровностей 8. Шероховатые поверхности полос при взаимном сжатии имеют меньшую площадь контакта, что должно приводить к увеличению контактных давлений, следовательно, к повышению интенсивности сваривания на отдельных участках. С другой стороны, в этом случае легче происходит отрыв частично схваченных сваркой шероховатых поверхностей. Решающее значение имеет соотношение площадей сварившихся участков к общей площади. Чем меньше это соотношение и чем более равномерно оно распределено по площади контактов витков, тем легче происходит разделение витков при размотке рулонов . Окончательное формирование заданной шероховатости тонкого листа осуществляется при дрессировке. Кроме шероховатости поверхности валков и технологических параметров дрессировки значительное влияние оказывает исходная микрогеометрия листа, сформированная в последней клети стана холодной прокатки. При штамповке деталей автомобильных кузовов к влияющим факторам свободной деформации добавляются воздействия контакта поверхностей инструмента и обрабатываемого материала, а также смазки.