Формализация коэффициента трения в процессах обработки металлов давлением на основе моделирования области контакта как некомпактной среды

• Автор: Беляев, Алексей Олегович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 112 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОДЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССА ПОВЕРХНОСТНОГО КОНТАКТИРОВАНИЯ

1.1. Контактное трение, виды и известные методы его описания.

1.2. Методы описания профиля поверхностей

1.3. Методы описания напряженного состояния в процессах обработки металлов давлением

1.4. Методики расчета коэффициента трения.

1.5. Выводы, цель и задачи исследования.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КАК НЕКОМПАКТНОЙ СРЕДЫ

2.1. Подход к описанию поверхностного слоя как некомпактной среды

2.2. Система допущений и математический аппарат описания модели поверхностного контакта.
2.3. Выбор функции пористости и оценка применимости законов трения АмонтонаКулона и Зибеля
2.4. Выводы по главе
3. КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
3.1. Структура разработанной компьютерной модели
3.2. Исходные данные и построение профилей шероховатости при компьютерном моделировании
3.3. Стадийность в процессе моделирования процесса контактирования
3.4. Расчет дополнительных величин и статистическая обработка данных моделирования.
3.5. Выводы по главе
4. АНАЛИЗ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА КОНТАКТНОГО ТРЕНИЯ НА ОСНОВЕ ОПЫТА ОДНОКРАТНОГО ВОЛОЧЕНИЯ
4.1. Постановка задачи экспериментального исследования
4.2. Опыт, моделирующий процесс контактного трения при обработке металлов давлением
4.3. Моделирование на базе ОеЕэппЗО
4.4. Моделирование на базе разработанной модели и сравнительный
анализ полученных результатов.
4.5. Корректировка режимов листовой горячей прокатки в условиях ЛИЦ
9 ОАО ММК
4.6. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В обычных условиях деформации без смазки поверхности заготовки и инструмента покрыты окислами, пленками влаги, газов, различными загрязнениями. Поэтому условия, близкие к сухому трению, существуют лишь на отдельных участках поверхности деформируемой заготовки, да и то при отсутствии эффективной смазки. Гидродинамическое (жидкостное) трение [5] возникает при холодной пластической деформации с обильной смазкой: волочении прутков и проволоки, вытяжке листового металла, холодной осадке заготовок на плоских плитах, гидропрессовании, прессовании, в том числе горячем. Большие давления и сравнительно высокие скорости относительного скольжения в плоскости контакта вызывают высокие локальные температуры, что приводит к падению вязкости смазки и резкому уменьшению толщины смазочного слоя. По этой причине условия гидродинамического трения нарушаются, и трение переходит в граничное. Граничное (полусухое, полужидкостное) трение [5] при обработке металлов давлением встречается чаще других видов. Оно характеризуется тем, что поверхности инструмента и заготовки разделены тончайшим слоем смазки, обычно не более ‘6. Контактное касательное напряжение при граничном трении на порядок больше, чем при гидродинамическом. Здесь особое значение приобретают свойства смазки и состояние контактирующих поверхностей. Смазочные пленки толщиной менее ‘4мм (граничный слой) качественно отличаются от нормальной жидкости, из которой они образованы, неровности контактирующих поверхностей местами прорывают смазочную пленку, образуя узлы схватывания. Если пленка обладает малой механической прочностью, то количество узлов схватывания может быть весьма большим и граничное трение приближается к сухому. Величиной, позволяющей оценить силовое воздействие двух контактирующих тел при их перемещении относительно друг друга и находящихся под действием сжимающей нагрузки, является коэффициент трения Ц . Силовое взаимодействие контактирующих поверхностей при деформировании металла описывается рядом закономерностей. Амонтона. Ф, (1. Н/млг ; р - нормальное удельное усилие на принятой контактной площадке (нормальное контактное напряжение), и/млг . Для теоретического анализа процессов ОМД необходимо задать граничные условия, т. Согласно закону Амонтона-Кулона контактное касательное напряжение тк пропорционально нормальному напряжению в плоскости контакта