ДОСЛІДЖЕННЯ НАПРУЖЕНОГО СТАНУ ПРИ ПРОКАТЦІ В ЯЩИЧНОМУ КАЛІБРІ З ПЕРЕОХОЛОДЖЕНОЮ ПОВЕРХНЕЮ

Анотація

У статті розглянуті питання впливу нерівномірного розподілу температурного поля заготовки на напружений стан розкату при прокатці в ящичному калібрі для виробництва трубних заготовок. До недавнього часу при вивченні деформованого і напруженого стану існували проблеми, пов'язані з питанням точного урахування нерівномірності деформації в самому калібрі, яка при прокатці в ящичних калібрах значна через те, що досліджуваний осередок деформації має ознаки високого осередку. Крім цього, на течію металу накладає свій відбиток і форма калібру. Вона призводить до того, що в реальності осередок деформації набагато складніший, ніж його уявляють. Тому при прокатці утворюється складна видозміна поля швидкостей по довжині осередку деформації, а, отже, і складне поле напружень. Ще складніше йде справа з урахуванням впливу температурних полів на течію металу і напружений стан. Дослідження, що описані в статті, проведені для існуючих на виробництві режимів і схем деформації. В якості математичного апарату був використаний метод кінцевих елементів для апроксимації полів швидкостей течії металу і варіаційний принцип механіки суцільних середовищ. Показано виникнення зони розтягуючих поперечних напружень в частині розкату, розташованої під горизонтальною контактною поверхнею. Причина появи цієї зони в тому, що при скороченні довжини частини розкату, яка сильно обтискається бічними стінками калібру, вона прагне розширитися. Природно, не в бік вертикальної осі симетрії калібру, а в протилежну сторону. Крім цього, сама центральна частина розкату прагне розширитися. Це призводить до того, що в бічних частинах виникають стискаючі поперечні напруги, а в приконтактній центральній частині – розтягуючі. Це говорить про те, що з точки зору дефектоутворення, найжорсткіша схема напруженого стану виникає в місцях, відповідних горизонтальній частині контактної поверхні розкату після виходу розкату з валків і зона бічній поверхні, розташована трохи нижче кутів заготовки.