Abstract

The analysis of complex stress-strain state of the metal during rolling was performed and many assumptions and contradictions that affect the accuracy of the theoretical calculations were identi­fied. Such simplifications and contradictions in the modern rolling theory make the rheological concept problems urgent. To determine the metal flow when rolling - laminar or turbulent, it is necessary to define the Reynolds and Froude numbers for identifying the heat transfer type in the deformation zone using the Peclet and Prandtl numbers. This will help to choose a model for calculating stresses and strains. The most characteristic rolling modes, which are used in both hot and cold processing were highlighted. The studies were conducted on slabbing, sheet rolling mill, cold rolling mill of the thin sheet. Draughting schedules and processing temperature were varied on this equipment. Theoretical analysis and experimental verification of the hypotheses adopted and the results obtained was used. The theoretical research was based on fundamentals of continuum mechanics, plasticity theory, methods of solving dynamic problems of elastic-plastic deformation. For determining the metal properties in the deformation zone, Reynolds, Froude, Peclet and Prandtl numbers were used. The obtained values of the Reynolds and Froude numbers confirm the process modeling theory in the fact that at large values of these numbers, inertia plays a major role in the cold rolling processes, and at small – during hot rolling – viscosity and friction. Reynolds numbers show that the metal flow in the deformation zone is laminar, rather than turbulent. Peclet numbers have indicated the possibility of molecular thermal conductivity, but convective heat transfer prevails. Prandtl numbers prove that the viscous medium model should be used in the rolling process simulation since this value is greater than one. The research results allow to more accurately determine the internal stresses of the metal and energy transfer during rolling. Studies of the deformation zone by the Froude and Reynolds numbers indicate that the metal flow in it is laminar, the values of the Reynolds and Froude numbers are the most affected by temperature and pressure through the value of viscosity or yield strength. Investigations have shown that the deformation zone should be considered as a continuous viscous medium that obeys the Newton’s laws and formulas of viscosity. The research allows to perform more accurate calculations of stresses and strains that occur in the deformation zone during rolling and heating of the metal.

Highlights

  • В процесі вивчення осередку деформації при подовжньому прокатуванні виконано аналіз складного напружено-деформованого стану металу з точки зору реологічної концепції

  • Которые происходят в очаге деформации при прокатке металлов, используют понятия «течение», «текучесть», «ползучесть», которые недостаточно полно рассмотрены с реологической точки зрения

  • Происходящих в очаге деформации при продольной прокатке металлов, используют понятие ”течение”, ”текучесть”, ”ползучесть” и другие, которые применяются в механике жидкостей и газов [5]

Read more

Summary

Введение

Теория и технология прокатного производства на сегодняшний день достигли значительных успехов. Но существует большое количество недостаточно обоснованных допущений для упрощения расчетов [1], что снижает их точность. Теория прокатного производства основывается на теории упругости и пластичности твердых тел, где рассматриваются напряжения и деформации в сплошных средах вследствие пластической деформации и нагревания металла. Которые происходят в очаге деформации при прокатке металлов, используют понятия «течение», «текучесть», «ползучесть», которые недостаточно полно рассмотрены с реологической точки зрения. Которые происходят в очаге деформации при прокатывании, – задача актуальная. Для этого возникает необходимость определить такие критерии подобия, как критерий Прандтля, Пекле, Рейнольдса и Фруда, а также вязкость металла в очаге деформации, что позволит определить характер течение металла, характер теплопереноса в очаге деформации и повысить точность расчетов

Анализ литературных данных и постановка проблемы
Цель и задачи исследования
Исследование реологических критериев при продольном прокатывании
Выводы

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.