Введение
1. Аналитический обзор и постановка задач исследования 14
1.1. Сортамент двутавровых профилей 14
1.2. Способы прокатки двутавров 14
1.3. Универсальные балочные станы 19
1.4. Методы расчета калибровок валков 24
1.4.1. Расчеты формоизменения металла 24
1.4.2. Расчет энергосиловых и технологических параметров прокатки 30
1.5. Теоретические исследования процессов прокатки в универсальных калибрах 32
1.6. Развитие вычислительных методов и средств математического моделирования 41
1.6.1. Применение вычислительных пакетов 41
1.6.2. Математическое моделирование 43
1.7. Выводы. Определение цели и задач диссертационной работы 46
2. Теоретическое исследование и разработка математической модели процесса прокатки двутавровых профилей в универсальных калибрах 51
2.1. Исходные положения 51
2.2. Построение геометрической модели очага деформации 51
2.3. Кинематически возможное поле скоростей течения металла 55
2.4. Граничные условия на контактной поверхности 57
2.5. Система основных уравнений и методика её решения 60
2.6. Среднее контактное давление и усилие прокатки 67
2.7. Численная реализация и экспериментальная проверка теоретических решений 71
2.8. Определение закономерностей процесса прокатки двутавровых профилей в универсальных калибрах 74
2.9. Выводы 85
3. Разработка методики расчета калибровок валков и технологических режимов прокатки двутавровых профилей 87
3.1. Общие положения 87
3.2. Определение числа проходов и составление схемы калибровки 87
3.3. Распределение коэффициентов вытяжки 97
3.4. Расчет формоизменения металла и определение размеров калибров 101
3.5. Расчет скоростного режима прокатки 104
3.6. Расчет температурного режима прокатки 113
3.7. Расчет энергосиловых параметров 114
3.8. Проверка ограничений режима прокатки 115
3.9. Выводы 116
4. Расчет и моделирование технологического режима прокатки двутавра 35б2 на новом универсальном рельсобалочном стане 118
4.1. Исходные данные 118
4.2. Определение числа проходов и составление схемы калибровки. Распределение коэффициентов вытяжки 120
4.3. Расчет формоизменения металла и определение размеров калибров 121
4.4. Расчет рационального скоростного режима прокатки 124
4.5. Моделирование температурных режимов прокатки и НДС металла 128
4.5.1. Методика компьютерного моделирования 128
4.5.2. Анализ результатов конечно-элементного моделирования 135
4.5.3. Температурный режим прокатки 136
4.5.4. Напряженное состояние металла 140
4.5.5. Деформированное состояние металла 141
4.6. Расчет энергосиловых параметров и динамического режима 145
4.7. Проверка ограничений режима прокатки 146
4.7.1. Прочность оборудования стана 146
4.7.2. Мощность электродвигателей привода рабочих клетей 146
4.7.3. Условия захвата металла валками 149
4.8. Выводы 149
Заключение 151
Список литературы 154
