[1]
Йосип ОГІНСЬКИЙ
Посада: завідувач кафедри металургійного обладнання Запорізького Національного Університету
Наукове звання, науковий ступінь: доктор технічних наук, старший науковий співробітник
Організація: Запорізький національний університет
Місто: Запоріжжя, Україна
[2]
Придніпровський науковий семінар "Обробка металів тиском"
«Найбільша розкіш на світі
це розкіш людського спілкування»
Антуан де Сент-Екзюпері
Тема доповіді:
«Спірні положення та протиріччя сучасної теорії прокатки»
Розділ:
«Тертя і природа сил під час прокатування»
Анотація
Метою повідомлення є висвітлення та систематизація первинних причин (у рамках розділу: «Тертя і природа сил при прокатці»), що породжують протиріччя, встановлення причинно-наслідкового зв'язку між ними та вироблення пропозицій щодо мінімізації спірних положень.
Тема спірних положень та протиріч сучасної теорії прокатки, будучи не новою, не втратила своєї актуальності, гостроти та дискусійності. Підтвердженням є публікації останніх [1-5]*. До більш ранніх відносяться роботи А.І. Целікова, І.М. Павлова, В.М. Видріна та інших авторів. Методи комп'ютерного моделювання, що активно розвиваються в наслідок відсутності достатньо повних відомостей про фізичну сторону процесу не враховують достатньою мірою особливості реального процесу. З цієї причини результати комп'ютерного моделювання процесу прокатки не завжди викликають позитивну оцінку, наприклад, автор [2], відзначаючи перспективність сучасних методів, з приводу їх результатів стверджує наступне: «Експериментальні методи йдуть у забуття, у багатьох теоретичних дослідженнях прокатки неприпустимо спрощують фізичну сутність процесу, використовують моделі, далекі від реального процесу прокатки. Єдиним результатом таких досліджень може бути лише інформаційний шум». Сучасні підходи до комп'ютерного моделювання процесів прокатки полягають у напрямі вдосконалення математичного апарату, у пошуку та створенні вдалих формулювань умов, наприклад, нестисливості та непроникності. При цьому недостатня увага приділяється постановці завдання, тестуванню моделі та результатів моделювання, не залучаються для цих цілей експериментальні дослідження. Основою будь-якого теоретичного рішення є коректно зазначені початкові умови як наслідок дуже актуальним є висловлювання І.Я. Тарновського та авторів роботи [6, с. 158]: «…задана точність математичного рішення поставленого завдання не повинна перевищувати точності теорії, де побудовано це рішення і точності формулювання граничних умов…». Автори [6] наводять своє висловлювання в наслідок того, що теорія прокатки містить багато в чому феноменологічну основу, яка не завжди і недостатньо повно відбивається в постановках і рішеннях теоретичних завдань. Висловлювання І.Я. Тарновського та авторів роботи [6] слід розуміти як твердження, що постановка завдання має бути точнішою, ніж рішення.
Процес прокатки побудований на терті та необхідною умовою успішного вирішення теоретичного або прикладного завдання прокатки є вдалий вибір та використання наявних наукових досягнень у галузі пластичного тертя. Багато протиріч беруть свій початок у різних підходах до таких основних понять: особливості та закономірності пластичного тертя; взаємозв'язок зовнішнього та внутрішнього тертя; застосовність до процесу прокатки законів, умов та моделей тертя; коефіцієнт та/або показник тертя. Загальні закономірності пластичного тертя, придатні для вирішення досить широкого класу завдань теорії прокатки, не виявлено. Про це свідчить різниця поглядів [7-9], дискусійність та прямо протилежні точки зору [10-19]. Існують різні точки зору на природу зовнішнього тертя при прокатці, по-різному сприймається застосування законів і моделей тертя [11-16, 18-24]. Єдності думок з питань контактної взаємодії не досягнуто, більше того, обговорення часом має гострий дискусійний характер [11-14, 18, 19]. На думку одного із авторів дискусії [14, с. 27]: «…у розумінні пластичного тертя досі можливі сильні відмінності». Відсутність єдності думок щодо основних положень пластичного тертя ускладнює вирішення завдань, робить їх результати неоднозначними в оцінках. Неоднозначність поглядів на природу пластичного тертя, своєю чергою породжує дискусійність у питаннях силової та кінематичної взаємодії металу із валками [1, 3, 4, 25-28]. Існують серйозні відмінності у поясненнях природи випередження, починаючи з перших робіт [29] і в наступних [28, 30-37], уявлення про природу прилипання [38-41], їх взаємозв'язки з іншими параметрами [4, 27, 31, 33, 39, 42-52]. Останнім часом почали з'являтися публікації, у яких наводяться відомості про випадки стійкого прояву негативного випередження [53-56].
Причому деякі пояснення виникнення не узгоджуються з існуючими принципами освіти випередження у звичному (позитивному) значенні. Новою кінематичною ознакою процесу прокатки, на думку авторів [40, 57, 58], є наявність ще одного нейтрального перерізу в осередку деформації. Усе сказане вище відноситься до простих випадків, ще більш нерозкритими в частині кінематики і взаємозв'язку з деформаційними параметрами стають більш складні випадки, наприклад, прокатка в калібрах.
Додатки до анотації (окремі PDF-файли):
[1] * - Огінський Й.К. Спірні положення та протиріччя сучасної теорії прокатки. Пластична деформація металів: Колективна монографія. - Дніпропетровськ: Акцент ПП, 2014. С. 131-141;
[2] – Презентація повідомлення «Спірні положення та протиріччя сучасної теорії прокатки», розділ: «Тертя і природа сил під час прокатки»
Примітки:
1. *Посилання, вказані в тексті анотації, належать до списку літератури [1]
2. Анотація за змістом є частиною тексту роботи [1]).
Прохання, побажання та рекомендації:
1. Прошу всіх учасників семінару ознайомитись із додатками [1, 2].
2. Рекомендую роздрукувати статтю [1] та презентацію [2] для використання під час роботи семінару.
3. Тема семінару є дискусійною і тому прошу всіх учасників семінару підготуватися.
З повагою, Й.К. Огінський
Приднепровский научный семинар «Обработка металлов давлением»
«Самая большая роскошь на свете
это роскошь человеческого общения»
Антуан Де-Сент Экзюпери
Тема доклада:
«Спорные положения и противоречия современной теории прокатки»
Раздел:
«Трение и природа сил при прокатке»
Аннотация
Целью сообщения является освещение и систематизация первичных причин (в рамках раздела: «Трение и природа сил при прокатке»), порождающих противоречия, установление причинно-следственной связи между ними и выработка предложений по минимизации спорных положений.
Тема спорных положений и противоречий современной теории прокатки, будучи не новой, не утратила своей актуальности, остроты и дискуссионности. Подтверждением являются публикации последних лет [1-5]*. К числу более ранних относятся работы А.И. Целикова, И.М. Павлова, В.Н. Выдрина и других авторов. Активно развивающиеся методы компьютерного моделирования по причине отсутствия достаточно полных сведений о физической стороне процесса не учитывают в достаточной мере особенности реального процесса. По этой причине результаты компьютерного моделирования процесса прокатки не всегда вызывают положительную оценку, например, автор [2], отмечая перспективность современных методов, по поводу их результатов утверждает следующее: «Экспериментальные методы предаются забвению, во многих теоретических исследованиях прокатки недопустимо упрощают физическую сущность процесса, используют модели, далекие от реального процесса прокатки. Единственным результатом подобных исследований может быть лишь информационный шум». Современные подходы к компьютерному
моделированию процессов прокатки заключаются в направлении совершенствования математического аппарата, в поиске и создании удачных формулировок условий, например, несжимаемости и непроницаемости. При этом недостаточное внимание уделяется постановке задачи, тестированию модели и результатов моделирования, не привлекаются для этих целей экспериментальные исследования. Основой любого теоретического решения является корректно обозначенные начальные условия и в этой связи весьма актуальным продолжает оставаться высказывание И.Я. Тарновского и авторов работы [6, с. 158]: «…заданная точность математического решения поставленной задачи не должна превосходить точности теории, на которой построено это решение и точности формулировки граничных условий…». Авторы [6] приводят свое высказывание по причине того, что теория прокатки содержит во многом феноменологическую основу, которая не всегда и недостаточно полно бывает отражена в постановках и решениях теоретических задач. Высказывание И.Я. Тарновского и авторов работы [6] следует понимать как утверждение, что постановка задачи должна быть точнее, чем решение.
Процесс прокатки построен на трении и необходимым условием успешного решения теоретической или прикладной задачи прокатки является удачный выбор и использование имеющихся научных достижений в области пластического трения. Многие противоречия берут свое начало в различных подходах к таким основополагающим понятиям: особенности и закономерности пластического трения; взаимосвязь внешнего и внутреннего трения; применимость к процессу прокатки законов, условий и моделей трения; коэффициент и/или показатель трения. Общие закономерности пластического трения, пригодные для решения достаточно широкого класса задач теории прокатки, не выявлены. Об этом свидетельствует различие взглядов [7-9], дискуссионность и прямо противоположные точки зрения [10-19]. Существуют различные точки зрения на природу внешнего трения при прокатке, по-разному воспринимается применимость законов и моделей трения [11-16, 18-24]. Единство мнений по вопросам контактного взаимодействия не достигнуто, более того, обсуждение порой носит острый дискуссионный характер [11-14, 18, 19]. По мнению одного из авторов дискуссии [14, с. 27]: «…в понимании пластического трения все еще возможны сильные различия». Отсутствие единства мнений по основным положениям пластического трения усложняет решение задач, делает их результаты неоднозначными в оценках. Неоднозначность взглядов на природу пластического трения, в свою очередь порождает дискуссионность в вопросах силового и кинематического
взаимодействия металла с валками [1, 3, 4, 25-28]. Существуют серьезные различия в объяснениях природы опережения, начиная с первых работ [29]
и в последующих [28, 30-37], в представлениях о природе прилипания [38-41], их взаимосвязи с другими параметрами [4, 27, 31, 33, 39, 42-52]. В последнее время стали появляться публикации, в которых приводятся сведения о случаях устойчивого проявления отрицательного опережения [53-56].
Причем некоторые объяснения его возникновения не согласуются с существующими принципами образования опережения в привычном (положительном) значении. Новым кинематическим признаком процесса прокатки, по мнению авторов [40, 57, 58], является наличие еще одного нейтрального сечения в очаге деформации. Все вышесказанное относится к простым случаям, еще более нераскрытыми в части кинематики и взаимосвязи с деформационными параметрами становятся более сложные случаи, например, прокатка в калибрах.
Приложения к аннотации (отдельные файлы PDF):
[1]* – Огинский И.К. Спорные положения и противоречия современной теории прокатки. Пластическая деформация металлов: Коллективная монография. – Днепропетровск: Акцент ПП, 2014. С. 131-141;
[2] – Презентация сообщения «Спорные положения и противоречия современной теории прокатки», раздел: «Трение и природа сил при прокатке»»
Примечания:
1. *Ссылки, указанные в тексте аннотации, относятся к списку литературы работы [1]
2. Аннотация по своему содержанию является частью текста работы [1]).
Просьбы, пожелания и рекомендации:
1. Прошу всех участников семинара ознакомиться с приложениями [1, 2].
2. Рекомендую распечатать статью [1] и презентацию [2] для использования их во время работы семинара.
3. Тема семинара дискуссионная и поэтому прошу всех участников семинара подготовиться.
С уважением, И.К. Огинский