АННОТАЦИЯ

к докладу проф., д.т.н. Я.Д. Василев на тему: «Модель напряжений трения основная нерешенная проблема в современной теории продольной прокатки»

​

При продольной прокатке вся энергия для обжатия полосы валками передается фрикционным путем и теоретическое определение параметров процесса зависит исключительно от точности описания, напряжений терния, т.е. от точности модели напряжений трения. Показано, что применяемые в современной теории продольной прокатки модели напряжений трения являются физически необоснованными, по дсуществу допущениями, и отличаются низкой точностью и недостаточной надежностью, что дает основание квалифицировать опубликованные теоретические решения как приближенные.

Из-за отсутствия корректной модели напряжений трения в современной теории продольной прокатки отсутствуют решения для определения крутящего момента по силам трения, имеются многие спорные положения (деление очага деформации на три кинематические зоны, условия существования и определение протяженности зоны «прилипания», термин и данные о «коэффициенте пластического трения» и др.) и ошибочные представления о параметрах процесса («прокатка с отрицательным опережением», «сплошная зона прилипания», «наличие двух нейтральных сечений в очаге деформации», «закон Амонтона» в виде 𝜏=𝑓𝑝, «коэффициент трения в точке») и т.д. Поэтому создание физически обоснованной и достоверной модели напряжений трения при продольной прокатке актуально.

Созданию такой модели применительно к условиям прокатки тонких полос посвящена предлагаемая работа. В новой модели впервые учтено влияние особенностей кинематики очага деформации, что способствовало повышению ее точности и позволило прогнозировать также направление вектора напряжений трения. Совместное решение дифференциального уравнения равновесия продольных сил при продольной тонколистовой прокатке с новой моделью напряжений трения численным методом позволило получить новые научные результаты, представляющие собой основу, на базе которой может быть разработана физически обоснованная и достоверная современная теория продольной прокатки, отражающая особенности и закономерности фрикционного взаимодействия вращающихся валков с полосой. Результаты этих исследований изложены подробно в докладе и отражены в выводах по работе.

 

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что применяемые в современной теории продольной прокатки модели напряжений трения являются чрезмерно грубыми, физически необоснованными, по существу допущениями и отличаются низкой точностью, что дает основание квалифицировать опубликованные теоретические решения только как приближенные.

2. Разработана новая, физически обоснованная математическая модель напряжений трения при прокатке тонких полос, учитывающая особенности кинематики фрикционного взаимодействия металла с валками, что способствовало повышению ее точности и определению направления вектора напряжений трения.

3. Совместное решение дифференциального уравнения равновесия продольных сил при продольной прокатке тонких полос с новой моделью напряжений трения численным методом позволило получить следующие новые научные результаты:

- установлено, что теоретические эпюры нормальных напряжений и напряжений трения при прокатке практически совпадают с экспериментальными;

- впервые теоретическим путем получены количественные данные, подтверждающие, что сечение максимума на эпюрах нормальных напряжений не совпадает с нейтральным сечением;

- показано, что выклинивание зоны опережения наступает при значительно меньших величинах параметра 𝛼𝛽 (1,13-1,15 против 2,0), чем это следует из традиционной теории продольной прокатки;

- впервые теоретически установлено, что методы определения крутящего момента при продольной прокатке по силам трения и по силе прокатки являются равноценными;

- предложена зависимость для расчетного определения коэффициента напряженного состояния при холодной прокатке тонких и особо тонких полос, когда параметр 𝑙ℎср изменяется в диапазоне от 4 до 85;

- уточнен метод определения коэффициента трения по экспериментальным эпюрам контактных напряжений при прокатке.

4. Полученые в ходе выполнения работы результаты представляют собой научную основу на базе которой может быть разработана физически обоснованная и достоверная теория продольной прокатки, отражающая особенности и закономерности фрикционного взаимодействия вращающихся валков с полосой.