Аннотация
Целью исследования является развитие теории математического моделирования для описания процессов, протекающих при обработке металлов давлением и разработка программного обеспечения для проведения экспериментальных исследовний с целью определения особенностей износа бочки опорного валка прокатных станов; определение зависимости для описания формы образующей бочки валка с учетом его износа; уточнение математической модели Мельцера-Салганика с учетом износа бочки опорного валка. Авторами предложено векторное уравнение для описания образующей бочки валка с учетом его износа. При исследовании применялись методы системного анализа для изучения неравномерного износа бочки опорного валка, методы статистического анализа для выявления причинно-следственных взаимосвязей, методы построения детерминированных моделей для описания профиля полосы, объектно-ориентированного программирования для разработки основных модулей и интерфейса программного обеспечения. На основе алгоритмических решений разработаны программные продукты для выполнения вычислительного эксперимента при определении характера износа бочки валков. Результаты вычислительного эксперимента показали расхождение с производственными измерениями не более 3% и позволили выработать рекомендации по изменению значений технологических параметров, которые компенсировали негативное влияние износа опорных валков при производстве горячекатаного проката.
Ключевые слова
Математическое моделирование, программное обеспечение, алгоритмы определения профиля, программная реализация, форма образующей опорного прокатного валка, математическая модель износа, моделирование деформаций и нагрузок валковой системы кварто.
1. Christian Brecher, Denis Özdemir. Mathematical modeling of rolling production technology. Springer, 2016, p. 1104.
2. R. Fabík, J. Kliber, I. Mamuzić, T. Kubina, S.A. Aksenov. Mathematical modelling of flat and long hot rolling based on finite element methods (fem). METABK 51. 2012, no. 3, pp. 341–344.
3. Abeyrathna B, Rolfe B, Hodgson P, Weiss M. An extension of the flower pattern diagram for roll forming. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015, pp. 1–13.
4. Бродский Ю.И., Мягков А.Н. Декларативное и императивное программирование в имитационном моделировании сложных многокомпонентных систем // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. Т. 2. № 2. С. 33.
5. Lindgren M. An improved model for the longitudinal peak strain in the flange of a rollformed U-channel developed by FE-analyses. Steel Research International, 2007, no. 78 (1), pp. 82–87.
6. Bin Su, Qingxian Ma and, Zhiqiang Han. Modeling of Austenite Decomposition during Continuous Cooling Process in Heat Treatment of Hypoeutectoid Steel with Cellular Automaton Method. ISIJ International, 2014, no. 54 (2), pp. 422–429.
7. Ed. Erika Ábrahám, Klaus Havelund. Tools and Algorithms for the Construction and Analysis of Systems - 20th International Conference, TACAS 2014, Held as Part of the European Joint Conferences on Theory and Practice of Software, ETAPS, 2014, no. 3, pp. 75–83.
8. Logunova O.S., Matsko I.I., Posohov I.A., Luk'ynov S.I. Automatic system for intelligent support of continuous cast billet production control processes. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2014, no. 74(9–12), pp. 1407–1418.
9. Safonov D.S., Logunova O.S., Chistiakov D.V. Optimization of nozzle layout in continuous casting machine. Bulletin of the South Ural State University, Series: Mathematical Modelling, Programming and Computer Software, 2016, no. 9(1), pp. 114–122.
10. Tutarova V.D., Logunova O.S. Surface temperature analysis of continuously cast ingot outside air/water cooling zone. Steel in Translation, 1998, no 28 (8), pp. 18–20.
11. Целиков А.И., Смирнов В.В. Прокатные станы. М.: Металлургиздат, 1958. 432 c.
12. Грудев П.И.. Обработка металлов давлением. М.: Металлургиздат, 1953. 223 с.
13. Чепуркин С.С. Производство и обработка стали: науч. тр. / ЖдМИ. М.: Металлургиздат, 1960. № 5. C. 346–371.
14. Salganik V. Mathematical modeling of roll load and deformation in a four-high strip mill. Metal Forming, 2002, no. 2, pp. 103–107.
15. Виер И.В., Салганик В.М., Полецков П.П. Математическое моделирование деформаций и нагрузок валковой системы кварто с учетом асимметричных случаев процесса прокатки // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: межрегион. сб. науч. трудов. Магнитогорск: МГТУ, 2002. С. 78–86.
16. Winkler W. DR-Ing. Dissertation der TH Aachen. 1941. 230 pp.
17. Профилирование валков листовых станов / Будаква А.А., Коновалов Ю.В., Ткалич К.Н. и др. К.: Техника, 1986. 190 c.
18. Износ опорных валков и изменение шлифовочного профиля рабочих валков дрессировочного стана / Шебаниц Э.Н., Савранский К.Н. и др. // Металлург. 1971. №11. С. 42–43.
19. Боровик Л.И., Колпаков С.С. Расчет профилировки валков тонколистовых станов с учетом износа опорных валков // Сталь. 1987. №12. С. 44–47.
20. Лякишев Н.П. Энциклопедический словарь по металлургии. М.: Интермет Инжиниринг, 2000. 412 с.
21. ГОСТ 19903-74. Сталь листовая горячекатаная. Сортамент. М.: Стандартинформ, 2003. 31 с.
22. Управление качеством горячекатаного проката по профилю и плоскостности на базе использования автоматизированной системы / Салганик В.М., Полецков П.П., Кухта Ю.Б., Егорова Л.Г. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2010. №1. С. 59–62.
23. Свидетельство № 2015663617. Программа для определения деформации прокатных валков / Кухта Ю.Б., Егорова Л.Г. ФГБУ «Федеральный институт промышленной собственности», Федеральная служба по интеллектуальной собственности, Государственная регистрация программ для ЭВМ, № 2015660450 ; заявл. 02.11.2015 ; зарегистр. 20.02.2016.
24. Свидетельство № 2015663617. Программа определения режимов обжатий в клетях на широкополосном стане горячей прокатки / Кухта Ю.Б., Егорова Л.Г. ФГБУ «Федеральный институт промышленной собственности», Федеральная служба по интеллектуальной собственности, Государственная регистрация программ для ЭВМ, № 2015660448 ; заявл. 02.11.2015 ; зарегистр. 20.02.2016.
25. Свидетельство № 2014618081. Программа определения режимов обжатий в клетях на широкополосном стане горячей прокатки / Полецков П.П., Кухта Ю.Б. ФГБУ «Федеральный институт промышленной собственности», Федеральная служба по интеллектуальной собственности, Государственная регистрация программ для ЭВМ, № 2014615850; заявл. 17.06.2014; зарегистр. 20.09.2014.