Моделювання напружено-деформованого стану під час правки листів на листоправильних машинах з натяжінням - Пожидаєв, А. В.; Грибков, Е. П.; Бережна, О. В. (Донбаська державна машинобудівна академія, 2024)
Розвиток металургійної продукції іде шляхом створення все більш міцних марок сталей, що в свою чергу вимагає розробки нових технологій та обладнання з обробки металопрокату. Правка знакозмінним вигином з натяжінням особливо актуальна для тонкого листового металопрокату де правка на традіційних багатороликових машинах не дає бажаного результату з точки зору постійно зростаючих вимог до якості продукції з боку споживачів. Для вирішення цього питання існують різні способи для визначення параметрів процесу правки, як то моделювання аналітичними методами або скінченно-елементними моделюваннями, які мають свої недоліки та переваги. Огляд існуючих моделей правки листового прокату виявив що вплив розтяжіння в них не враховується, тому визначення впливу величини натяжіння при правці на листоправильній машини на напружено-деформований стан виправленого листового металу є актуальним. Метою роботи є дослідження напружено-деформованого стану листового металу при правці знакозмінним вигином з натяжінням. Дослідження цього процесу було виконано шляхом використання програмного продукту скінченно-елементного моделювання у середовищі Abaqus CAE. В роботі надано розрахункову схему та основні положення скінченно-елементної моделі процесу виправлення листів з натяжінням. Проаналізовано вплив ступеня натяжіння листа на величину напружено-деформованого стану листа. У процесі аналізу отриманих результатів було порівняно еквівалентні деформації за перерізом при правці листів у роликоправильній машині без натяжіння та з різними ступенями натяжіня. Встановлено, що збільшення натяжіння збільшує ступінь деформації на третьому ролику, причому характер впливу має нелінійний характер. Запропонована скінченно-елементна модель може бути використана для визначення оптимальних налаштувань робочих роликів правильної машини. Підсумком роботи є отримання залежності деформації листа від натяжіння при правці листового металу.

The development of metallurgical products is moving towards the creation of increasingly stronger grades of steel, which in turn requires the development of new processing technologies and equipment for metal rolling. Tension levelling through alternating bending is particularly relevant for thin sheet metal, where conventional multi-roll machines do not achieve the desired results to meet the continuously increasing quality demands of consumers. To address this issue, various approaches exist, such as numerical and finite element modeling methods, each with their own advantages and limitations. A review of existing sheet levelling models has shown that the effect of stretching is not accounted for in them. Therefore, this study investigates the effect of tension magnitude during levelling on a levelling machine and its impact on the stress-strain state of the levelled sheet metal. The aim of this work is to study the stress-strain state of sheet metal during tension levelling with alternating bending. The research on tension levelling with alternating bending was conducted using finite element modeling software in the Abaqus CAE environment. A finite element model of the sheet levelling process with tension was proposed. The effect of sheet tension level on the stress-strain state of the sheet was analyzed. During experimental modeling, equivalent strains across the sheet section were compared during levelling in a roll levelling machine, both without tension and under varying degrees of tension. It was found that increased tension raises the strain level on the third roll. The proposed finite element model can be used to determine the optimal settings for the working rolls of the levelling machine. The study concludes with an obtained relationship between sheet deformation and tension during sheet metal levelling.
Modelling of the stress-strain state during levelling sheets on sheet straightening machines with tension
Keywords: листоправильна машина; правка листів; ступінь натяжіння; скінченно-елементна модель; робочі ролики; напружено-деформований стан; sheet; straightening machine; sheet straightening; step tension; finite element model; working rollers; stressed and deformed state