УДК 539.37: 621.771.07
Е. Б. Б о ч е к т у е в а
ЧИСЛЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННО-
ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ
В ВАЛКАХ И УСИЛИЙ ПРОТИВОИЗГИБА
В ЧЕТЫРЕХВАЛКОВОЙ КЛЕТИ
ПРОКАТНОГО СТАНА
Разработаны расчетные методы и созданы программные сред-
ства для численного определения НДС и усилий противоизгиба
холоднолистового четырехвалкового прокатного стана с учетом
остаточных термонапряжений. Расчет термонапряжений осуще-
ствлен посредством решения задачи термоупруговязкопластично-
сти для среды с нестабильной структурой. В основу решения объ-
емной контактной задачи для определения рабочих напряжений от
прокатки положен конечно-элементный комплекс ANSYS. Предста-
влены результаты численной реализации применительно к реально-
му прокатному стану КВАРТО 500/1300
×
1700. Установлено, что
приближенное аналитическое решение, основанное на балочной схе-
ме, дает заниженные значения усилий противоизгиба, а также что
остаточные напряжения от термообработки валков значительно
больше эксплуатационных напряжений от прокатки.
E-mail:
Ключевые слова
:
листопрокатный стан, клетькварто, усилия противо-
изгиба, объемная контактная задача, метод конечных элементов, оста-
точные термические напряжения, теплопроводность, термоупруговяз-
копластичность, нестационарная структура.
Важной проблемой при изготовлении листового проката является
обеспечение постоянности его толщины. Разнотолщинностьлиста воз-
никает вследствие изгиба рабочих валков в процессе прокатки. В четы-
рехвалковых станах (кварто) для уменьшения изгиба рабочих валков
используются опорные валки, на которые передается основная часть
усилия прокатки [1], кроме того, к рабочим валкам прикладываются
усилия противоизгиба, выгибающие их в противоположном направле-
нии и выравнивающие стрелу прогиба. Как правило, усилия проти-
воизгиба выбирают посредством прикидочных расчетов и ориентиро-
вочных значений, полученных в процессе эксплуатации аналогичных
прокатных станов.
В настоящей работе разработана основанная на МКЭ математиче-
ская модельпрокатного стана кварто, позволяющая численно опреде-
лятьНДС в валках и усилия противоизгиба. Следует отметить, что при
одних и тех же размерах валков и усилиях прокатки НДС в них будут
различными в зависимости от того, какой термической обработке под-
вергалисьвалки в процессе изготовления и какие остаточные напря-
жения сохранилисьв них к началу эксплуатации. Остаточные термо-
напряжения, как правило, превышают эксплуатационные напряжения,
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2010. № 1 45
