Розробка методу розрахунку та теоретичний аналіз процесів пластичної деформації металу в криволінійних машинах безперервної розливки заготовок - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ РОЗРОБКА МЕТОДУ РОЗРАХУНКУ ТА ТЕОРЕТИЧНИЙ АНАЛІЗ ПРОЦЕСІВ ПЛАСТИЧНОЇ ДЕФОРМАЦІЇ МЕТАЛУ В КРИВОЛІНІЙНИХ МАШИНАХ БЕЗПЕРЕРВНОГО РОЗЛИВУ ЗАГОТОВОКРобота виконана в Національній металургійній академії України Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Міленін Андрій Анатолійович, професор кафедри обробки металів тиском Національної металургійної академії України. кандидат технічних наук, доцент Смірнов Євген Миколайович, доцент кафедри обробки металів тиском Донецького Національного технічного університету, м. Захист відбудеться “26 ”червня 2007 р. о 12 30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д08.084.02 Національної металургійної академії України за адресою: 49600, м. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національної металургійної академії України за адресою: 49600, м.Впровадження раціональних технологій розливу з “мяким” обтиском обмежується відсутністю теоретично обґрунтованих методів розрахунку параметрів прикладення “мякого” обтиску, враховуючих термомеханічні процеси, що відбуваються в металі. Внаслідок цього впровадження раціональних технологій розливу з “мякими” обтисками потребує значних витрат на попередні дослідження за умов конкретної МБРЗ та обмежує використання отриманих залежностей при зміні типорозміру заготовки, марки сталі, параметрів розливу тощо. Метою роботи є розробка теоретично обґрунтованого методу розрахунку просторового термонапруженого стану безперервно-розлитої заготовки в криволінійних блюмових та слябових МБРЗ за умов “мякого” обтиску з урахуванням термомеханічних процесів, що відбуваються в металі під час розливу, для аналізу процесів пластичної деформації металу у МБРЗ та визначення оптимальних величин часткових обтисків та позиції прикладення “мякого” обтиску, що дозволяє підвищити якість безперервно-розлитих заготовок. Для досягнення поставленої мети були сформовані наступні завдання: - розробити метод розрахунку просторового термонапруженого стану металу в криволінійних МБРЗ за умов “мякого” обтиску, з урахуванням термомеханічних процесів, що відбуваються в металі під час розливу; теоретично визначити вплив величини часткових обтисків і позиції прикладення обтиску на просторовий термонапружений стан металу, визначити оптимальні параметри прикладення “мякого” обтиску за умов криволінійних слябової та блюмової МБРЗ.У введенні наведена загальна характеристика проблем, що виникають при розробці та реалізації у промислових умовах технології “мяких” обтисків, при моделюванні процесів пластичної деформації металу в МБРЗ з урахуванням “мяких” обтисків, обґрунтована актуальність теми дисертації, сформульовані мета й завдання дослідження, представлені наукова новизна й практична цінність отриманих результатів, особистий внесок здобувача та апробація результатів роботи, наведені дані про публікації й структуру дисертації. Для моделювання теплових процесів було використано рівняння теплопровідності, модифіковане за методом ефективної теплоємності: (1) де - щільність сплаву (кг/м3); t - температура (K); t - час (с); - коефіцієнт теплопередачі (Вт/м K); - ефективна теплоємність (Дж/кг K): (2) де TL, TS - температури ліквідус та солідус сплаву; L - приховане тепло кристалізації сплаву (Дж/кг); FL, FS - частка твердої та рідкої фази, FL,=1-FS ; CL, CS - теплоємність рідкої та твердої фаз; cf - теплоємність у температурному інтервалі кристалізації: (3) Модель розвитку напружень та деформацій заснована на використанні умови мінімуму модифікованого функціонала варіаційного принципу Лагранжа: (4) де Dei - прирощення інтенсивності деформацій (пружних та пластичних), V-обєм металу; b - коефіцієнт теплового розширення (стиску); Dt - зміна температури за даний інтервал часу; pf - феростатичний тиск; sn, st - повні нормальні та дотичні напруження на поверхні; Dun, Dut - прирощення нормальних та дотичних зміщень; K? - наведений коефіцієнт обємного стиску, обчислений за формулою: (5) де e0, De0 - повна (сумарна накопичена до даного моменту) величина деформації обємного стиску та її прирощення, K - модуль обємного стиску, E? - наведений модуль пластичності (визначається аналогічно до методу січного модуля А.А. “Мякий” обтиск задано величиною Dun у четвертому доданку функціоналу (4); витиснення рідкої фази металу враховано введеною у третій доданок функціоналу (4) величини FL. За допомогою розробленої моделі термонапруженого стану металу при безперервному розливі з “мякими” обтисками був проведений чисельний експеримент щодо визначення температурних і деформаційних умов, в яких знаходиться метал, у характерній точці перетину заготовки (середина широкої грані зовнішнього радіусу МБРЗ).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ