WWW.OS.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Научные публикации
 

«Обработка материалов давлением № 2 (27), 2011 58 УДК 621.774.6 Федоринов В. А. Завгородний А. В. Стриченко С. М. ...»

Обработка материалов давлением № 2 (27), 2011 58

УДК 621.774.6

Федоринов В. А.

Завгородний А. В.

Стриченко С. М.

Литвинова Е. Г.

КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ ПРАВКЕ

НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК

Предприятия металлургического комплекса Украины относятся к крупнейшим поставщикам сортовой заготовки и длинномерного металлопроката на мировой рынок. В условиях жесткой конкуренции перед отечественными производителями встала проблема скорейшего повышения качества, получаемых на машинах непрерывного литья (МНЛЗ), в том числе и таких показателей как прямолинейность формы в вертикальной и горизонтальной плоскостях [1, 2]. Решение таких задач возможно на основе дальнейшего развития методов автоматизированного расчета и проектирования технологий и оборудования соответствующих процессов правки.

Целью данной работы является уточнение математической модели для определения напряженно-деформированного состояния металла непрерывнолитой заготовки, подвергаемой правке изгибом на участке правильно-тянущих установок МНЛЗ.



В рамках анализа напряженно-деформированного состояния металла при правке был выполнен расчет с использованием метода конечных элементов в системе ABAQUS [3]. Рассматриваемая применительно к анализу процесса правки непрерывно-литых заготовок на участке тянуще-правильного устройства расчетная схема представлена на рис. 1.

Рис. 1. Конечно-элементная модель процесса правки непрерывнолитых заготовок на участке тянуще-правильного устройства сортовой МНЛЗ радиального или криволинейного типов Моделирование заключалось в построении конечно-элементной сетки, а затем разбиении ее на конечное множество элементарных элементов. Модель валков была выполнена с использованием недеформируемых четырехузловых элементов типа R3D4 [4], а непрерывнолитая заготовка – четырехузловой элемент с контролем разрушения типа S4R [4].

Данные расчеты были выполнены применительно к тянуще-правильному устройству сортовой МНЛЗ Енакиевского металлургического завода. При этом шаг машины t был принят Обработка материалов давлением № 2 (27), 2011 59 1000 мм, диаметр бочки ролика D = 350 мм, длина бочки ролика L = 200 мм. Непосредственно моделирование процесса было выполнено для непрерывно-литой заготовки сечением h B = 100 100 мм. Исходная конечно-элементная модель имеет следующие граничные условия: крайние нижние валки (см. рис. 1) имеют одну вращательную степень свободы, верхние валки имеют вращательную степень свободы и возможность перемещени

–  –  –

где пл – эквивалентная пластическая деформация;

пл – скорость пластической деформации;

– температура;

fi – другие предопределенные переменные [6].

Контакт между заготовкой и роликами задавался при помощи модели контакта «Поверхность к поверхности» путем задания коэффициента трения µ = 0,3, используя «classical

isotropic Coulomb friction model»:

крит = µ p, (2) где p – нормальные контактные напряжения в плоскостях сопряжения инструмента и деформируемой заготовки [6].

Моделирование правильных валков (см. рис. 2, б) было выполнено в виде недеформируемой поверхности вращения, полученной путем вращения кривой профиля вокруг оси валка.

–  –  –

Процесс моделирования правки непрерывнолитых сортовых заготовок на тянущеправильной установке осуществлялся в два этапа. Первый шаг заключался в применении граничных условий, описанных выше. Следующий шаг заключался в задании контрольным точкам верхних валков перемещения по оси Y глобальной системы координат, чем создавалась настройка модели на данный сортамент, а контрольной точке среднего опорного валка задавалось перемещение по оси Y для создания прогиба заготовки. После этого все пять валков приводились во вращение.

Обработка материалов давлением № 2 (27), 2011 60 В качестве выходных параметров в данном случае выбирались проекции реакций в контрольных точках валков в глобальной системе координат RF1, RF 2, RF 3, а также перемещения, деформации и напряжения в узлах конечных элементов непрерывно-литой заготовки.

Проводя анализ полученных результатов, выяснилось, что максимальная сила правки действует на средний опорный валок. Это объясняется тем, что правка осуществляется смещением данного ролика вверх. Распределения эквивалентных напряжений (рис. 3) и деформаций (рис. 4) представлены в графической форме в виде объемной деформированной модели.

Рис. 3. Расчетные распределения эквивалентных напряжений непрерывнолитой заготовки при реализации процесса ее правки на участке тянуще-правильного устройства сортовой МНЛЗ

–  –  –

Полученные результаты свидетельствуют о достаточно сложном характере механизма формирования напряженного состояния металла. Расчетные распределения напряжений и деформаций показали, что максимальные значения наблюдаются в районе среднего опорного ролика, и возрастают с увеличением прогиба опорной системы.

Все это подтверждает целесообразность разработки адекватных расчетных моделей, которые строго учитывают граничные условия, а также используют метод конечных элементов.

ВЫВОДЫ

Расчет был произведен применительно к тянуще-правильному устройству МНЛЗ Енакиевского металлургического завода. В связи с чем приводными выполнены первая пара тянущих роликов и выходной верхний ролик. Диаметры роликов соответствуют реальным значениям. Полученные результаты свидетельствуют о достаточно сложном характере напряженного состояния металла при правке непрерывнолитых смортовых заготовок изгибом на участке тянуще-правильного устройства машин непрерывного литья. Все это подтверждает необходимость создания адекватных расчетных моделей, строгого учета граничных условий, таких как наличие жидкой фазы в осевой зоне заготовки, а также использование метода конечных элементов, с использованием программного продукта ABAQUS. Все это позволит разработать рекомендации по совершенствованию технологий и оборудования процессов правки непрерывнолитых заготовок во всем диапазоне их возможных условий реализации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Машины непрерывного литья заготовок / Л. В. Буланов, Л. Г. Корзулин, Е. П. Парфенов, Н. А. Юровский, В. Ю. Авдонин. – Екатеринбург : Уральский центр ПР и рекламы, 2003. – 320 с.

2. Смирнов А. Н. Процессы непрерывной разливки : монография / А. Н. Смирнов, В. Л. Пилюшенко, А. А. Минаев [и др.]. – Донецк : ДонНТУ, 2002. – 536 с.

3. Манилык Т. Практически е рекомендации программного комплекса ABAQUS в инженерных задачах.

Версия 6.6.

/ Т. Манилык, К. Ильин. – М. : МФТИ, Тесис, 2006. – 68 с.

4. Сторожев М. В. Теория обработки металлов давлением : учебник для вузов / М. В. Сторожев, Е. А. Попов. – 4-е изд. ; перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 1977. – 423 с.

5. Полухин П. И. Сопротивление пластической деформации металлов и сплавов : справочник / П. И. Полухин, Г. Я. Гунн, А. М. Галкин. – М. : Металлургия, 1983. – 352 с.

6. Viscouse and elastic-plastic material modem in the ABAQUS / K. Santaoja. – Espoo, 1993. – 54 p.

–  –  –

ДГМА – Донбасская государственная машиностроительная академия, г. Краматорск.

ОАО «ЕМЗ» – ОАО «Енакиевский металлургический завод», г. Енакиево.

E-mail: amm@dgma.donetsk.ua





Похожие работы:

«ЕЖЕКВАРТАЛЬНЫЙ ОТЧЕТ Открытое акционерное общество «Трубная Металлургическая Компания» 29031-Н Код эмитента: за II квартал 2007 г.Место нахождения, почтовый адрес эмитента и контактные телефоны: Место нахождения: Россия, 125047, г. Москва, ул. Александра Невского, д.19/25, стр.1 Почтовый адрес: Россия:, 105062, г. Москва, Подсосенский пер. д.5, стр.1 Тел.: (495) 775-76-00 Факс: (495) 775-76-01 Адрес электронной почты: tmk@tmk-group.com Информация, содержащаяся в настоящем ежеквартальном отчете,...»

«Крымский научный вестник, № 1 (май 2015) УДК 330.354 Рябов Иван Владимирович, Начальник отдела, Федеральная антимонопольная служба России iryabov@fas.gov.ru ВЛИЯНИЕ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНОЙ СРЕДЫ ДЛЯ РАСШИРЕННОГО ВОСПРОИЗВОДСТВА ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ: ЭКОНОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ Статья посвящена вопросу выявления моделей развития металлургического комплекса на основе межстрановых сравнений показателей деятельности отрасли в целом и институциональных факторов предпринимательской среды. В результате...»

«ЕЖЕКВАРТАЛЬНЫЙ ОТЧЕТ Открытое акционерное общество “Магнитогорский металлургический комбинат” (указывается полное фирменное наименование (для некоммерческой организации – наименование) эмитента) Код эмитента: 00078–А за I квартал 20 07 года Место нахождения эмитента: Россия, 455000, Челябинская область, г. Магнитогорск, ул. Кирова,93 (указывается место нахождения (адрес постоянно действующего исполнительного органа эмитента (иного лица, имеющего право действовать от имени эмитента без...»

«УТВЕРЖДЕН ПРЕДВАРИТЕЛЬНО УТВЕРЖДЕН на годовом общем собрании на заседании совета директоров акционеров ПАО «Ашинский метзавод» ОАО «Ашинский метзавод» Протокол № 1 от 02 июня 2015г. Протокол № 12 от 28 апреля 2015г. Председатель совета директоров Председатель совета директоров _ _ Евстратов Владимир Григорьевич Евстратов Владимир Григорьевич ГОДОВОЙ ОТЧЕТ за 2014 год СОВЕТ ДИРЕКТОРОВ ПРЕДСТАВЛЯЕТ ОТЧЕТ О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБЩЕСТВА ЗА 2014 ФИНАНСОВЫЙ ГОД. Генеральный директор _ Владимир Юрьевич...»

«Катав-Ивановский муниципальный район Челябинской области ИНВЕСТИЦИОННЫЙ ПАСПОРТ 2014 год I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Географическое положение. Природные ресурсы Катав-Ивановский район, один из самых высокогорных районов Челябинской области, он расположен на отрогах трех главных вершин Южного Урала: Яман-Тау, (с высотой 1640 м над уровнем моря), Большой Иремель (1582м) и Большой Шелом (1427,1м). Здесь берут начало горные реки Юрюзань, Катав, Сим, Тюлюк, Березяк,Буланка, Лемеза и их многочисленные притоки....»





Загрузка...


 
2016 www.os.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Научные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.