Теоретическая часть

М Е Т О Д И Ч Е С К И Е У К А З А Н И Я

к лабораторным работам по курсу

²ПРИМЕНЕНИЕ ЭВМ В РАСЧЕТАХ ПРОЦЕССОВ ОМД²

(для студентов специальности 6.090404)

Утверждено на заседании

кафедры ОМД и М

протокол № 1 от 27.09.2001

Алчевск 2007

Лабораторная работа №1

«Исследование влияния внешнего трения на энергосиловые параметры процесса продольной прокатки»

Цель работы: при помощи ПЭВМ выполнить проверку соответствия математического аппарата теории прокатки современным представлениям о влиянии внешнего трения на энергосиловые параметры процесса продольной прокатки.

Программное обеспечение: работа проводится на ПЭВМ в диалоговом режиме с использованием программного обеспечения, разработанного на языке программирования BASIC (D:/BASIC/PVM_OMD/ PR_OMD_1.BAS). Результаты расчетов выводятся на экран монитора и на печатающее устройство.

Порядок проведения работы

1. Включить ПЭВМ, загрузить программное обеспечение.

2. Исследование произвести для следующих диапазонов, характеризуемых параметром формы l_d/h_cp:

· l_d/h_cp < 1

· 1 < l_d/h_cp < 2

· 2 < l_d/h_cp < 5

· l_d/h_cp > 5

3. Ввести исходные данные:

· толщину и ширину раската (мм);

· температуру раската(⁰С);

· катающий диаметр валков (мм);

· скорость прокатки (мм/с);

· марку стали.

4. Распечатать результаты.

5. По результатам расчета построить графики зависимости усилия и момента прокатки от коэффициента трения для каждого исследованного диапазона.

6. Проанализировать полученные результаты. Сделать вывод.

Теоретическая часть

Одним из важнейших энергосиловых показателей процесса прокатки является среднее контактное давление. Среднее контактное давление можно представить как частное от деления усилия прокатки Р на площадь контактной поверхности F_k.

Под усилием прокатки понимается равнодействующая всех элементарных сил нормального давления и трения, приложенных к металлу со стороны валков. Такая же, но противоположно направленная сила действует со стороны металла на валки. Усилие прокатки определяется по формуле:

P = p_ср F_к (1.1)

Величина среднего контактного давления зависит от фактического сопротивления металла деформации и от того напряженного состояния, в котором находится деформируемый металл.

p_ср = σ_т n_σ, (1.2)

где n_σ – суммарный коэффициент напряженного состояния металла.

n_σ = n_σ^/ n_σ^// n_σ^///, (1.3)

где n_σ^/,n_σ^//,n_σ^/// - коэффициенты, учитывающие влияние соответственно внешнего трения, внешних зон и натяжения концов полосы.

С увеличением коэффициента трения давление на валки повышается, так как растут подпирающие силы трения на контактной поверхности. Чем тоньше прокатываемые полосы, тем резче проявляется влияние сил трения на давление.

Увеличение коэффициента трения приводит к увеличению сил трения, как в зоне отставания, так и в зоне опережения. Силы трения в этих зонах направлены внутрь очага деформации и увеличивают σ₃. Коэффициент трения от 0,05 до 0,15 приводит к увеличению Р_ср на 30-40%.

Формулы для определения коэффициента напряженного состояния металла при горячей прокатке по упрощенной методике А.И.Целикова:

(1.4)

, (1.5)

(1.6)

Формула А.И.Целикова для определения среднего удельного усилия при горячей прокатке по уточненной методике имеет вид:

(1.7)

где показатель .

Перечень контрольных вопросов

1. Каков механизм влияния внешнего трения на усилие процесса прокатки?

2. Каков механизм влияния внешнего трения на момент прокатки?

3. Каково соотношение между продольными и поперечными подпирающими напряжениями s₂ и s₃ при прокатке слябов из слитков?

4. Каково соотношение между продольными и поперечными подпирающими напряжениями s₂ и s₃ при прокатке толстых листов?

5. Каким образом учитывается влияние внешнего трения на усилие и момент процесса прокатки аналитическими методами?

6. Каковы особенности расчета усилия и момента процесса прокатки высоких полос (l_d/h_cp < 1)?

7. Каковы особенности расчета усилия и момента процесса прокатки тонких полос (l_d/h_cp > 5)?