Дослідження впливу дискретизації об’єму на точність розрахунку процесу правки листів методом скінчених елементів
Анотація
Грибков Е. П., Бережна О. В., Івчик Р. С., Коваленко А. К. Дослідження впливу дискретизації об’єму на точність розрахунку процесу правки листів методом скінчених елементів // Обробка матеріалів тиском. – 2019. – № 1 (48). – С. 153-156.
Основним завданням при проектуванні процесів правки є визначення впливу режимів правки на енергосилові параметри процесу та кінцеву кривизну лисів. Найбільш точним методом моделювання процесу правки є метод скінчених елементів. Основним недоліком цього методу є значний час реалізації, що ускладнює вирішення задач оптимізаційного плану. Основною метою роботи було визначення мінімально достатньої кількості скінчених елементів для отримання результатів з відносно мінімальним розмахом своїх значень по мірі протікання процесу. На основі реалізації скінчено-елементної моделі процесу правки листів проаналізовано вплив дискретності розбиття об’єму матеріалу, що деформується, на точність та час розрахунку з метою зниження витрат машинного часу при вирішенні задач оптимізаційного плану для визначення режимів правки. Розрахункова схема представляла лист, що деформується, 11 робочих роликів з кроком 275 мм і діаметром 260 мм. Моделювання процесу правки було виконано для листа товщиною 10 мм, шириною 2000 мм та довжиною 3200 мм. Лист було представлено у вигляді пластично деформованого тіла, ролики – у вигляді абсолютно жорстких тіл. Задачу було вирішено у двомірній площині і у динамічній постановці. По товщині з характеру самого процесу правки листи було розбито на п’ять елементів. При розрахунку сили правки на третьому ролику та її коефіцієнту варіації було встановлено, що при моделюванні раціональною кількістю є 6000 скінчених елементів або 1875 елементів на погонний метр. При цьому час реалізації моделі склав близько 1,17 години (Intel Core i5, 8Gb RAM) при варіації сили правки 0,01 та похибці розрахунку менше 1 % відносно більш точного вирішення. Саме ця дискретизація є раціональною для постановки та вирішення задач з оптимізації технологічних налаштувань багатороликової правильної машини
Посилання
Mathieu N., Dimitriou R., Parrico A., Potier-Ferry M., Zahrouni H. Flatness defects after bridle rolls: a numerical analysis of leveling. International Journal of Material Forming. 2013, 6, 2, pp. 255–266.
Slonim A. Z., Sonin A. L. Editing sheet and long products. Moscow: Metallurgy, 1981. 232 p. (in Russian).
Nedorezov I.V., Orlov B.Ja., Vinokurskij A.H. Roller straightening machines of JSC “Uralmash” and ways to improve. Proceedings of the First Congress of distributors. Magnitogorsk, October 23–27, 1995. Moscow., 1996, pp. 38–42. (in Russian).
Korolev A.A. Mechanical equipment rolling and pipe shops. Moscow: Metallurgy, 1987. 480 p. (in Russian).
Lugovskoj V.M. Theory of calculation of sheet straightening machines and automation of their design. Proceedings of VNIIMETMASH. Moscow: Metallurgy, 1970, 26, pp. 8–30. (in Russian).
Shinkin V.N. Calculation of technological parameters of straightening a steel sheet on an eleven-roll straightening machine of the transverse cutting line of Fagor Arrasate. Production of rolled products. 2014, 8, pp. 26–34. (in Russian).
Park K., Hwang S. Development of a Finite Element Analysis Program for Roller Leveling and Application for Removing Blanking Bow Defects of Thin Steel Sheet. The iron and steel institute of japan (ISIJ International). 2002, 42, 9, pp. 990–999. DOI: http://dx.doi.org/10.2355/isijinternational.42.990
Cui L., Hu., X., Liu X. Analysis of Leveling Strategy for a plate Mill. Advanced Materials Research. 2011, 45, pp. 424–428. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.145.424
Cui L., Hu. X., Liu X. Research on Mathematical Model of Leveling Process for Plate Mill. Advanced Materials Research. 2011, 148–149, pp. 368–371. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.148-149.368
Kroha V A. Curves of hardening of metals during cold deformation. Moscow: Mechanical Engineering, 1968, 131 p. (in Russian).
