Способ моделирования напряженно-деформированного состояния полосы

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК

1511 4 B 21 С 37/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 4229324/23-27 (Я2) 13.04.87 (46) 30. 10.88. Бюл. Ф 40 . (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) Е.M. Халамез, Д.С . Фридман, И.А. Телицын, В.Б. Буксбаум и Э.Ю. Шамраков (53) 621.771.23(088.8) (56) Теория правки на роликоправильной машине. Перевод с английского языка.

Прокатное и волочильное производство. — РЖ "Металлчвгия". 15 Д. 1986, В 3, с. 23, реф. 1Д 61. (54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО,ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛОСЫ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности способам моделирования напряженнодеформированного состояния материала путем знакопеременного изгиба с натяжением. Цель — повьппение точности

ÄÄSUÄÄ 43 523 А1 заданной величины деформации и механических свойств полосы. Отрезок полосы подвергают знакопеременному изгибу, пропуская через многороликовую миниатюрную модель гибочно-натяжного устройства. Задний конец полосы оставляют свободным. К переднему концу полосы прикладывают усилие натяжений, Натяжение переднего конца полосы создают путем перемещения подвижной траверсы разрывной испытательной машины, в захвате которой зажимают передний конец полосы. Натяжение переднего конца может быть создано путем перемещения траверсы, в которой зажат хвостовик модели гибочно-натяжного а

«Ю устройства. Предложена зависимость для определения величины переднего натяжения. Подбирая конструктивные параметры гибочно-натяжного устрой- С ства, получают тянущее усилие, ко 6 торое обеспечивает требуемую вытяжку и заданный комплекс механических иаей свойств полосы. 2 ил. 4ь

1433523 изобретение относится к способам

Моделирования напряженно-деформированного состояния материала, в частности к способам моделирования энако- 5

Переменного изгиба с натяжением в с!хеме получения сварных труб.

Цель изобретения — повышение точости заданной величины деформации и еханических свойств полосы. 10

На фиг. 1 показана схема протягиания полосы через модель гибочноатяжного устройства посредством пе— емещения подвижной траверсы, в котоой зажат передний конец полосы; на иг. 2 — схема многократного изгиба олосы с растяжением в гибочно-натяжом устройстве, перемещаемом вместе подвижной траверсой.

Способ осуществляют следующим об- 20 азом.

Отрезок полосы 1 (имеющей извест1

ые характеристики материала, полу—

1енные после механических испытаний а растяжение и обработки диаграмм еформирования, и исследованные веJичины дефектов неплоскостности) с ! анесенными в средней части поперечь|ыми рисками, определяющими базовое расстояние для расчета вытяжки, за- 30 равляют в многороликовую миниатюрую модель гибочно-натяжного устрой1 тва 2. При этом базовый участок поосы оставляют вне гибочной машины, именно с противоположной стороны дт хвостовика модели. Переднее натя— я ение полосового образца создают пуФем перемещения подвижной траверсы разрывной испытательной машины, в захвате 3 которой зажат либо перед— ний конец полосы (фиг. 1), либо хвоСтовик модели гибочно-натяжного устройства (фиг. 2).

В первом случае перемещают передйий конец полосового образца, а во

Втором — роликовую модель. В обоих случаях материал полосового образца

6 гибочно-натяжном устройстве находится в напряженно-деформированном

Состоянии процесса знакопеременного

50 упругого пластического изгиба с ну— левым задним натяжением, так как задний конец полосы остается свободным.

Протягивание полосового образца по с редс твом перемещения подвижной

55 траверсы разрывной испытательной машины осуществляют до полного прохождения участка базовой длины через все ролики гибочно-натяжного устройства, а свободный задний конец оставляют с входной стороны модели недеформированным, моделируя таким образом непрерывный характер знакопеременного изгиба с натяжением реального технологического процесса гиба полосы в промышленном гибочно-натяжном устройстве.

По изменению расстояния между базовыми рисками после протягивания определяют величину получаемой деформации (вытяжки) полосы. На протянутом полосовом образце замеряют величины полученных отклонений от прямолинейности и плоскостности. Проводят механические испытания стандартных образцов из протянутой полосы на растяжение с целью определения величин механических свойств материала полосы. Определяют соответствие полученных деформационных и механических ха. рактеристик требуемым. В случае, когда эти характеристики находятся вне допустимых пределов, осуществляют повторные протягивания полосовых образцов с такими же исходными параметрами.

Для получения требуемых значений вытяжки и механических свойств полосы изменяют переднее натяжение в диапазоне от нуля (когда ролики гибочнонатяжного устройства полностью разведены, т.е. радиус кривизны полосы равен бесконечности) до величины усилия Т, зависящего от количества роликов гибочно-натяжного устройства, их диаметров и расстояния между осями (когда оси верхнего и нижнего ря" да гибочных роликов сведены, а радиус кривизны полосы, огибающей ролики, лежит в диапазоне

Пp«CR О 5 1 рол где D < диаметр роликов;

L „— р ас с тоя ние между к аждой парой смежных роликов) .

Таким образом, подбирая конструктивные параметры гибочно-натяжного устройства, добиваются создания такого переднего тянущего усилия, которое обеспечивает получение требуемой вытяжки и заданного комплекса механических свойств полосы.

Переднее натяжение полосы определяют, исходя из следующих условий.

Принимая степенную аппроксимацию диаграммы деформирования материала

1433523

В Р ln+ I

4 BE

m+ 1

+ 4 («1) + 2 20

30 — 5,32 кН

+ 2 3, Способ моделирования напряженнодеформированного состояния полосы перед формовкой ее в трубную заготовку в схеме производства сварных труб, заключающийся в том, что полосу заправляют в не приводную многороликовую модель гибочно — патяжногo устройства, полосы при первом ее упруго-пластическом изгибе в виде g = B E "

/ 1 1 получают формулы для удельной работы внутренних сил при упруго-пластичес5 ком изгибе-разгибе на первом ролике

10 и изгибах-разгибах на каждом последующем i-ом ролике

Таким образом, удельная работа внешних сил для и-роликового устройства имеет вид

Формула для полной работы деформации полосы в п-роликовом гибочна-натяжном устройстве получается интегри- 25 и, рованием А, по деформированному объему при учете линейного закона изменения продольной деформации по толщине и имеет вид:

А

ВЬ 1h (2К) +"" (1+тп) (2+тп)

«(1+4 (и-1) + 35 где Ь вЂ” ширина полосы;

1 — длина деформируемого участ- 40 ка;

h — толщина полосы;

R — радиус кривизны полосы, огибающей ролики.

Переходя от полной работы деформа- 45 ции к мощности, затрачиваемой на изгиб полосы в Il-ðîëèêoâoì натяжном устройстве, а.от мощности к усилию протягивания, получают формулу переднего натяжения полосы в виде

N Адей. V Bh b(4n — 3+2 ")

V V.1 (2К) "+" (I+m) (2+тп) ъ

Пример. Осуществление предлагаемого способа на примере моделиров ания напряженно-дефо рмиров анно го с остояния штрипса при многократных изгибах с натяжением в линии непрерывного трубозлектросварочного агрегата (ТЭСА) и определения конструктивных параметров гибочно-натяжного ус тро йс тв а, которое необходимо установить перед формовочным станом, чтобы получить вытяжку порядка I OX.

Исходные размеры полосовых образ-, цов иэ штрипса: толщина 1,0 мм; шири1 на 30 мм; длина 800 мм. Механические свойства материала полосы: предел .текучести 6, = 300 Н/мм ; предел прочности b = 400 Н/мм ; относиг, тельное удлинение дэ = 52,8X. Характеристики диаграммы деформирования:

m О, 16; В = 630,0 Н/мм . Переднее натяжение регулируют в диапазоне от

580 Н до 7,2 кН путем изменения количества роликов в модели гибочно-натяжного устройства от 3 до 7 и их диаметра от 15 до 50 мм. Величину вытяжки 10Х достигают, если выбраны следующие конструктивные параметры:

n = 7; D 23 мм (оси роликов расположены в одной плоскости).

При протягивании через устройство полосы 30xl,Î мм необходимо создать переднее натяжение, близкое к величине

630x1,0 х30 (1+4х6+2 )

23,0 "« х 1,16 х 2,16

Предлагаемым способом достаточно точно устанавливают эту величину.

Это подтверждают замеры тянущего усилия по силоиэмерителю разрывной испытательной машины, величина его составляет 5,2 кН.

Механические свойства материала протянутой полосы (6 = 400 Н/мм т 1

6 = 420 Н/мм; Р = 32,0X) удовлетворяют требованиям стандарта по ресурсу .пластичности материала штрипса.

Превышение переднего натяжения значения Т = 5,32 кН приводит к величине вытяжки больше 1 OX и к худшим по ресурсу пластичности механическим свойствам материала полосы.

Формула изобретения

5 l 433523 6 выделяют на полосе базовый участок ным изгибом базовый участок полосы

И деформируют его, воспроизводя схе- подвергают растяжению путем приложеМу энакопеременного упруго-пластичес- ния усилия к переднему концу полосы кого изгиба, отличающийся или ее базовому участку подвергаю5

Э тем, что, с целью повышения точности щемуся энакопеременному изгибу, а веМоделирования и получения величины личину этого натяжения определяют по деформации и механических свойств по- зависимости лаосы, одновременно со знакопеременТ

Bh b(4n — 3+ 2 ) (2К) + " (! + m (2 + ш еЪ, hВ, mП

1 ширина и толщина исходной полосы характеристики степенной аппроксимации диаграммы деформирования материала полосы количество роликов гибоч15 но-натяжного устройства;

К вЂ” радиус кривизны полосы, огибающей ролик, причем процесс знакопеременного упpyro-пластического изгиба ведут с ,нулевым натяжением заднего конца по1 лосы.

1433523

Составитель В. Шаброва

Редактор Т. Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Патай

Тираж 709

Заказ 5481/5

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4