Пример записи эпюры давления металла на валки

Рис. 5. Пример записи эпюры давления металла на валки

(1 – сигнал с первой месдозы; 2 – сигнал со второй месдозы).

После сборки установки, представленной на рис. 1, на стане с диаметром валков 160 мм был прокатан свинцовый образец с размерами h₀=3,5 мм и b₀=32 мм; конечная толщина образца h₁=0,5 мм. При этом записывалась эпюра давления металла на валки (рис. 5).

На рисунке показаны уровни характерных напряжений для обоих датчиков. Зная среднее значение переводного коэффициента (например, k=121 кгс/мВ) можем найти силу прокатки, действующую на каждый датчик:

P₁=121· (0,05051 −0,01807) ·10³ = 3925,24 кгс = 3,9 тс.

P₂=121· (0,02794 − 0,00279) ·10³=3043,15 кгс = 3,04 тс.

Тогда силу прокатки, действующую на верхний валок прокатного стана со стороны металла можно определить как

Р = Р₁+Р₂ = 3,9+3,04 = 6,94 т

Описанная выше методика является одним из простейших примеров использования осциллографа. Для полного освоения приемов работы с осциллографом необходимо подробно изучить техническое описание и инструкцию по эксплуатации, а также получить некоторый практический опыт работы с прибором.

Работы 11, 12 изучение влияния температуры и степени деформации на сопротивление деформации металла при прокатке

Сопротивление деформации К [МПа] представляет собой деформирующее напряжение при одноосном нагружении¹, зависящее от температуры Т, степени ε и скорости деформации , рис. 6. Сопротивление деформации в виде зависимости К(Т, ε, ) считается свойством материала и не зависит от схемы напряженно-деформированного состояния. Схема нагружения металла внешними силами, безусловно, влияет на значение деформирующих напряжений, но основой для расчетов напряжений и деформаций является именно сопротивление деформации.

Сопротивление деформации является результатом двух процессов, происходящих в металле, − деформационного упрочнения и релаксации напряжений, причем оба эти процесса развиваются во времени :

K(t) = _упр(t) − _p(t),

где _упр(t) = _т+α( t)^β, _т − предел текучести при температуре испытания; _р(t) − релаксированные напряжения ко времени t.

Сопротивление деформации определяет энергосиловые параметры прокатки или другого процесса обработки давлением. Например, для определения силы прокатки пользуются соотношением:

Р = р_срF,

где р_ср − среднее значение напряжений по длине очага деформации при прокатке; F − площадь контакта металла с валками, , b₀ и b₁ − ширина полосы до и после прокатки, l − длина очага деформации. При горячей прокатке можно приближенно принять, что , где h − абсолютное обжатие при прокатке; R − радиус прокатного валка.

Для расчета средних напряжений р_ср при прокатке используют сопротивление деформации, а влияние схемы напряженного состояния учитывают при помощи коэффициентов:

р_ср= К n_з n_β n_н n_,

где n_ учитывает влияние внешнего трения на поверхности контакта «металл − прокатный валок»; n_з отражает влияние высоты очага деформации (внеконтактных зон в очаге деформации); n_β учитывает влияние ширины очага деформации (влияние среднего главного напряжения); n_н характеризует вклад переднего и заднего натяжения при прокатке.

Для определения n_з существует соотношение

,

где h_ср= − средняя высота прокатываемой полосы; при l/h_ср>1 принимают, что n_з=1.

При определении коэффициента n_β при условии , где _у − коэффициент трения при установившейся прокатке, принимают, что n_β=1,155. При узких очагах деформации n_β=1.

В лабораторных условиях при выполнении данной работы прокатку выполняют без натяжения, поэтому принимают, что n_н=1.

Определение влияния трения на значение р_ср представляет собой более сложную задачу, поскольку наличие и протяженность зон скольжения или прилипания на поверхности контакта «металл − прокатный валок» трудно поддается экспериментальному определению. В этом случае прибегают к номограммам, построенным на основе ранее выполненных экспериментальных работ. При наличии в очаге деформации только зон скольжения для определения коэффициента n_ можно пользоваться данными рис. 7; при наличии только зон прилипания − данными рис. 8.

Рис. 7. Номограмма для определения коэффициента подпора n_

при наличии зон скольжения

Рис. 8. Номограмма для определения коэффициента подпора n_

при наличии зон прилипания

Таким образом, при измерении сопротивления деформации при прокатке можно установить такие параметры очага деформации, при которых

р = 1,155 К n_ F,

Тогда при известных n_ и F по измеренному значению Р можно определить сопротивление деформации К. Истинная деформация при прокатке вычисляется через логарифм отношения площадей поперечного сечения полосы f₀ и f₁ до и после прокатки

.