Удосконалення процесів вальцювання на основі моделювання формозмінення заготовок

Abstract

Дисертацію присвячено науково-технічному завданню з підвищення ефективності процесів вальцювання заготовок із алюмінієвих сплавів, розробленню нових схем вальцювання та методики оцінки деформовності алюмінієвих сплавів при холодному вальцюванні. Отримала подальший розвиток методика оцінки деформовності матеріалу заготовок при холодному вальцюванні з урахуванням особливостей зміни напружено-деформованого стану при різних схемах формоутворення. Запропоновано модель накопичення пошкоджень матеріалу заготовки із алюмінієвих сплавів щодо визначення величини використаного ресурсу пластичності та граничних деформацій при монотонному та немонотонному холодному вальцюванні. Встановлено закономірності впливу активних сил тертя, викликаних зміною діаметра валка в осьовому напрямі та його поворотом, на кінематику формозмінення, напружено-деформований стан і деформовність заготовок в процесі холодного вальцювання. Розроблено метод експериментального дослідження пластичності металів із забезпеченням сталих значень показників напруженого стану. Розроблено спосіб виготовлення криволінійних заготовок. В межах розробленої імітаційної моделі способу отримано залежності між відносним стисненням та накопиченою деформацією на вільній бічній поверхні для використання в якості оцінки і прогнозування можливостей руйнування заготовки. Розвинуто теорію теплових процесів і термічних деформацій при вальцюванні заготовок із алюмінієвих сплавів, на основі чого оцінено внесок температурної складової в коефіцієнти нерівномірності, визначено вплив оксидної плівки на тепловий стан в осередку деформації та встановлено температурний інтервал нагріву валків, при якому розподіл температурного поля набуває рівномірності по перерізу заготовки.

Диссертация посвящена научно-техническому заданию по повышению эффективности процессов вальцовки заготовок из алюминиевых сплавов, разработке новых схем и методики оценки деформируемости алюминиевых сплавов при холодной вальцовке. В рамках разработанной имитационной модели получены зависимости между относительным сжатием и накопленной деформацией на свободной боковой поверхности заготовки для использования в качестве оценки и прогнозирования возможностей разрушения заготовки при вальцовке. Получила развитие теория тепловых процессов и термических деформаций при вальцовке заготовок из алюминиевых сплавов, на ее основе оценен вклад температурной составляющей в коэффициенты неравномерности, определено влияние оксидной пленки на тепловое состояние в очаге деформации и установлен температурный интервал нагрева валков, при котором распределение теплового поля становится равномерным по сечению заготовки.

The dissertation is devoted to the scientific and technical task on increase of efficiency of processes of forge-rolling of blanks from aluminum alloys, development of new schemes of forge-rolling and a technique of an estimation of deformability of aluminum alloys at cold forge-rolling. The method of estimating the deformability of the blank’s material during cold forge-rolling was further developed, taking into account the peculiarities of the change of the stress-strain state in different molding schemes. The model of accumulation of damages of the material of the blanks from aluminum alloys related to definition of size of the used resource of plasticity and boundary deformations at monotonic and nonmonotonic cold forge-rolling is offered. The regularities of the influence of active friction forces caused by the change of the roll diameter in the axial direction and its rotation on the kinematics of shape change, stress-strain state and deformability of blanks in the process of cold forge-rolling are established. The method of experimental research of plasticity of metals with maintenance of constant values of indicators of a stress state is developed. A method of manufacturing curved blanks has been developed. Within the developed simulation model of the method, the dependences between the relative compression and the accumulated deformation on the free side surface are obtained for use as an assessment and prediction of the possibilities of destruction of the blank. The theory of thermal processes and thermal deformations during forge-rolling of aluminum alloy blanks is developed, on the basis of which the contribution of temperature component to expansion and advance coefficients are estimated, influence of oxide film on thermal state in deformation center is determined and recommended temperature interval of roll heating is established.