W serii trzech artykułów1 przeanalizowano literaturę dotyczącą walcowania asymetrycznego oraz wpływu tego procesu na teksturę i mikrostrukturę metali. W obecnej części przedstawiono wpływ asymetrii walcowania na wybrane parametry technologiczne.
Słowa kluczowe: walcowanie asymetryczne, MES, modele teoretyczne
Abstract
A literature review2 on asymmetric rolling has been done and presented in a series of three consecutive papers2. The effect of rolling asymmetry on technological parameters and the product texture and microstructure was presented. The present paper concern the asymmetry effect on selected technological parameters determined from modeling.
Keywords: asymmetric rolling, FEM, theoretical models
WSTĘP Ze względu na występowanie dużych odkształceń asymetrycznie rozłożonych w walcowanym paśmie o złożonym, często nieoczekiwanym kształcie, teoretyczna analiza procesów walcowania asymetrycznego (AR) jest znacznie trudniejsza niż w przypadku konwencjonalnego walcowania symetrycznego. Jednak już w latach 40. ubiegłego wieku pojawiły się pierwsze prace dotyczące wpływu asymetrii walcowania na rozkład odkształceń na grubości walcowanych blach [11, 36]. W pracach tych wykorzystywano prosty model jednorodnie odkształcanej płyty (ang. slab method - model płyty). W późniejszych latach do analizy procesu walcowania asymetrycznego wykorzystywano coraz dokładniejsze modele matematyczne [38, 44] oraz obliczenia komputerowe [20]. Zwiększenie wydajności komputerów umożliwiło znaczny postęp, dzięki zastosowaniu trójwymiarowych modeli wykorzystujących metodę elementów skończonych (MES) [27, 35]. Stosując tę technikę możliwe jest badanie wpływu parametrów materiałowych i technologicznych (takich jak: charakterystyka umocnienia odkształceniowego walcowanego materiału, geometria kotliny walcowniczej, wartość współczynnika tarcia czy prędkość walcowania) nie tylko na rozkład odkształceń i zmiany kształtu walcowanego pasma, lecz również na rozkład na poszczególne walce sił, momentów i mocy walcowania. Syntetyczne ujęcie historyczne wybranych, najistotniejszych wyników pozwalających zrozumieć proces AR, przedstawiono w dalszej części artykułu. MODELE MATEMATYCZNE W roku 1947 Sachs i Klingler opublikowali wyniki zastosowania modelu płyty do procesu walcowania na gorąco w klatce walcowniczej, w której silnik napędzał tylko jeden ze współpracujących walców roboczych (proces AR-SD, ang. Single Roll Driver) [36]. Stwierdzili, że w takim przypadku w walcowanym materiale można wyróżnić obszary leżące przy przeciwległych odcinkach łuku styku metalu z walcami, w których siły tarcia są skierowane we wzajemnie przeciwległych kierunkach. Obszary takie z [...]
| Metoda płatności: Płatności elektroniczne (karta kredytowa, przelew elektroniczny) | |
|
Dostęp do publikacji (format pdf): 6.00 zł
|
|
| Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 1h: 24.60 zł | |
| Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 4h: 43.05 zł | |
| Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 12h: 73.80 zł | |
Prenumerata
Bibliografia
[1] Akbari Mousavi Seyed Ali Asghar, Seyed Mohammad Ebrahimi,
Reza Madoliat. 2007. “Three Dimensional Numerical Analysis of
Asymmetric Rolling." Journal of Materials Processing Technology
187-188: 725-729.
[2] Buxton S. A., S. C. Browning. 1972. “Turn-up and Turn-down in
Hot Rolling: A Study on a Model Mill Using Plasticine." Journal of
Mechanical Engineering Science 14: 245-254.
[3] Collins Ian Frederick. 1975. “A Slipline Field Analysis of Asymmetrical
Hot Rolling." International Journal of Mechanical Sciences 17
(10): 643-651.
[4] Dewhurst Peter, Ian Frederick Collins, William Johnson. 1974. “A Theoretical
and Experimental Investigation into Asymmetrical Hot Rolling."
International Journal of Mechanical Sciences 16: 389-397.
[5] Farhat-Nia Fatemeh, Mahmoud Salimi, Mohammed Reza Movahhedy.
2006. “Elasto-Plastic Finite Element Simulation of
Asymmetrical Plate Rolling Using an ALE Approach." Journal of
Materials Processing Technology 177 (1-3): 525-529.
[6] Ghobrial M. I. 1989. “A Photoelastic Investigation on the Contact
Stresses Developed in Rolls during Asymmetrical Flat Rolling."
International Journal of Mechanical Sciences 31 (10): 751-764.
[7] Gudur Prashant P., M. A. Salunkhe, Uday S. Dixit. 2008. “A Theoretical
Study on the Application of Asymmetric Rolling for the
Estimation of Friction." International Journal of Mechanical Sciences
50 (2): 315-327.
[8] Halloumi Anouar. 2011. “Modélisation Mécanique et Thermique
Du Procédé de Laminage Asymétrique." PHD Thesis, École nationale
supérieure des mines de Saint-Étienne, France.
[9] Herman G., D. Barcelo, C. Musik, L. Vanel, G. Lannoo, I. Salvatori.
2208. “Final Report European Commission Research Funf for
Coal and Steel: Metallurgical Impact of Hot Asymmetric Rolling.
Contract No RFSR-CT 2003- 00040." Luxembourg.
[10] Heurtault Stéphane. 1987. “ECSC—IRSID." In Euro Abstracts Section
Coal, Steel and Related Social Research 14:267-268.
[11] Holbrook Richard L., Carl F. Zorowski. 1988. “Effects of Non-Symmetry
in Strip Rolling." J. Eng. Ind. B88: 401-408.
[12] Hwang Yeong-Maw, Terng-Huei Chen, Hung-Hsiou Hsu. 1996.
“Analysis of Asymmetrical Sheet Rolling by Stream Function Method."
International Journal of Mechanical Sciences 39: 443-460.
[13] Hwang Yeong-Maw, Gow-Yi Tzou. 1996. “An Analytical Approach to
Asymmetrical Cold- and Hot-Rolling of Clad Sheet Using the Slab
Method." Journal of Materials Processing Technology 62: 249-256.
[14] Hwang Yeong-Maw, Gow-Yi Tzou. 1997. “Analytical and Experimental
Study on Asymmetrical Sheet Rolling." International Journal
of Mechanical Sciences 39: 289-303.
[15] Hwang Yeong-Maw, Terng-Huei Chen, H.H. Hu. 1995. “Analysis
of Asymmetrical Clad Sweet Rolling by Stream Function Method."
International Journal of Mechanical Sciences 38: 443-460.
[16] Johnson William, G. Needham. 1966. “An Experimental Study of
Asymmetrical Rolling, in: Applied Mechanics Convention." Institute
of Mechanical Engineers, Cambridge, UK.
[17] Johnson William, G. Needham. 1966. “Further Experiments in
Asymmetrical Rolling." International Journal of Mechanical Sciences
8: 443-455.
[18] Kadkhodaei Mahmoud, Mahmoud Salimi, Mehrdad Poursina.
2007. “Analysis of Asymmetrical Sheet Rolling by a Genetic Algorithm."
International Journal of Mechanical Sciences 49 (5): 622-634.
[19] Katsumura Tatsuro, Takaaki Iguchi, Hideto Kimura, Jun Yanagimoto.
2014. “Effect of Stress Field on Closure of Center Defects
in Symmetric Rolling and Asymmetric Rolling of Round Billets."
Materials Transactions 55 (12): 1834-1840.
[20] Kawałek Anna. 2004. “Forming of Band Curvature in Asymmetrical
Rolling Process." Journal of Materials Processing Technology
155-156 (1-3): 2033-2038.
[21] Kawałek Anna. 2004. “The Theoretical and Experimental Analysis
of the Effect of Asymmetrical Rolling on the Value of Unit Pressure."
Journal of Materials Processing Technology 157-158: 531-535.
[22] Kawałek Anna.. 2005. “Asymetryczne Walcowanie Blach Grubych
W Walcarce Wykańczającej." Hutnik. Wiadomości Hutnicze
(6): 266-270.
[23] Kawałek Anna. 2008. “Wpływ Asymetrycznego Procesu Walcowania
Na Wyginanie Się Pasma Podczas Walcowania Blach
Grubych." Hutnik. Wiadomości Hutnicze 75 (6): 287-293.
[24] Kawałek Anna. 2009. “Analiza Wpływu Parametrów Asymetrycznego
Procesu Walcowania Na Kształt Pasma." Hutnik. Wiadomości
Hutnicze 76 (8): 593-595.
[25] Kawałek Anna. 2010. “Analiza Asymetrycznego Procesu Walcowania
Blach Grubych." Archiwum Technologii Maszyn I Automatyzacji
30 (1): 105-116.
[26] Kawałek Anna, Henryk Dyja, Marcin Knapiński. 2008. “Wpływ
Asymetrycznego Walcowania Na Poprawę Wskaźników Techniczno-
Ekonomicznych Procesu Walcowania Blach Na Gorąco."
Hutnik. Wiadomości Hutnicze 75 (6): 316-320.
[27] Lu J.-S., O.-K. Harrer, Werner Schwenzfeier, Franz Dieter Fischer. 2000.
“Analysis of the Bending of the Rolling Material in Asymmetrical Sheet
Rolling." International Journal of Mechanical Sciences 42: 49-61.
[28] Mischke Jerzy. 1996. “Equations of Strip Equilibrium during Asymmetrical
Flat Rolling." Journal of Materials Processing Technology 61
(4): 382-394.
[29] Montmitonnet Pierre. 1991. “Théorie Du Laminage (Metal Rolling
Theory)." Traité “Mise En Forme", Rubrique “sidérurgie". (M7). Les
Techniques de l’Ingénieur.
[30] Pa D., D. H. Sansome. 1982. “An Experimental Study of the Effect
of Roll-Speed Mismatch on the Rolling Load during the Cold Rolling
of Thin Strip." Journal of Mechanical Working Technology 6: 361-377.
[31] Pietrzyk Maciej. 1986. “Simulation of Plane Strain Asymmetric
Rolling by the Rigid-Plastic Finite Element Method." Karlovy Vary:
Int. Conf. Mathematical Methods in Engineering.
[32] Pietrzyk Maciej, Krzysztof Wilk, I. Pillinger, P. Hartley. 1996. “Validation
of Finite-Element Models for Asymmetric Rolling." Edited
by J.H. Beynon, P. Ingham, H. Teichert, and K. Waterson. London:
2nd Conf. Modelling of Metal Rolling Processes.
[33] Pietrzyk Maciej, Krzysztof Wilk. 1990. “Analiza Procesu Niesymetrycznego
Walcowania Blach I Taśm Na Zimno." Hutnik. Wiadomości
Hutnicze 57: 203-208.
[34] Qwamizadeh Mahan, Mahmoud Kadkhodaei, Mahmoud Salimi.
2012. “Asymmetrical Sheet Rolling Analysis and Evaluation of
Developed Curvature." International Journal of Advanced Manufacturing
Technology 61: 227-235.
[35] Richelsen A. B. 1997. “Elastic-Plastic Analysis of the Stress and
Strain Distributions in Asymmetric Rolling." International Journal
of Mechanical Sciences 39 (11): 1199-1211.
[36] Sachs G., L.J. Klingler. 2014. “The Flow of Metals through Tools
of Circular Contour." Journal of Applied Mechanics 1947: 88.
[37] Salimi Mahmoud, Mahmoud Kadkhodaei. 2004. “Slab Analysis
of Asymmetrical Sheet Rolling." Journal of Materials Processing
Technology 150 (3): 215-222.
[38] Salimi Mahmoud, F. Sassani. 2002. “Modified Slab Analysis of
Asymmetrical Plate Rolling." International Journal of Mechanical
Sciences 44: 1999-2023.
[39] Shivpuri R., P. C. Chou, C. W. Lau. 1988. “Finite Element Investigation
of Curling in Non-Symmetric Rolling of Flat Stock." International
Journal of Mechanical Sciences 30 (9): 625-635.
[40] Tollmien Walter, Hermann Schlichting, Henry Görtler, F. W. Riegels.
1920. “Über Die Härte Plastischer Körper." In Ludwig Prandtl
Gesammelte Abhandlungen Zur Angewandten Mechanik, Hydro- Und
Aerodynamik, edited by F. W. Riegels, 94-103. Springer-Verlag
Berlin Heidelberg GmbH.
[41] Vanel L., G. Bourdon, K. Depreitere, H. Uijdebroeks, J. Ablewhite,
T. De La Rue, N. Dudkins, G. Engberg, K. Pettersson. 2004. “Final
Report European Commission Research Funf for Coal and Steel:
Heavy Reductions on First Stands of a Tandem Cold Mill. Contract
No 7210-PR/147." Luxembourg.
[42] Wilk Krzysztof, Maciej Pietrzyk, R. Okon, H. Pardej, W. Bagrowski.
1991. “Możliwości Zastosowania Niesymetrycznego Walcowania
W Walcowni Taśm Na Zimno Huty Warszawa." Hutnik. Wiadomości
Hutnicze 58: 54-60.
[43] Wilk Krzysztof. 1997. “Optymalizacja Procesu Niesymetrycznego Walcowania
Blach I Taśm Poprzez Analizę Naprężeń I Odkształceń." Praca
doktorska, Akadamia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie.
[44] Zhang S. H., D. W. Zhao, C. R. Gao, G. D. Wang. 2012. “Analysis of
Asymmetrical Sheet Rolling by Slab Method." International Journal
of Mechanical Sciences 65: 168-176.
[45] Чекмарев А.П., А.А. Нефедов, and (A.P. Chekmarev and A.A. Nefedov).
1956. “Прокатка На Валках Неравного Диаметра (Непростые
Случаи Прокатки) - (Prokatka Na Valkakh Neravnogo Diametra)."
In Обработка Металлов Давлением : Сборник Научных Трудов
/ Днепропетровский Метал-Лургический Институт, № 4, 3-15.
Moskow: Металлургия (Obrabotka Metallov Davleniem).
