САПр. курсовая по САПР. Курсовая работа по дисциплине сапр анализ влияния условий горячей прокатки (температуры, обжатия, скорости)

Название	Курсовая работа по дисциплине сапр анализ влияния условий горячей прокатки (температуры, обжатия, скорости)
Дата	06.04.2023
Размер	108.96 Kb.
Формат файла
Имя файла	курсовая по САПР.docx
Тип	Курсовая #1043024

Липецкий государственный технический университет

Кафедра обработки металлов давлением

Курсовая работа по дисциплине САПР

Анализ влияния условий горячей прокатки

(температуры, обжатия, скорости)

на среднее давление.

Студент

Комаров В.С.

^{подпись, дата}

^{фамилия, инициалы}

Группа

ОД-13-1

Руководитель

к.т.н

Чабоненко А.А.

^{ученая степень, звание}

^{подпись, дата}

^{фамилия, инициалы}

Липецк 2017г.

Содержание

1.Описание методики расчета среднего давления при горячей прокатке. 4

2.Описание алгоритма расчета среднего давления при горячей прокатке. 6

3. Пример пошагового расчета среднего давления при горячей прокатке 8

4.Исходные данные и результаты анализа 9

Список литературы 14

Приложение 15

Аннотация
В работе произведен анализ влияния условий горячей прокатки (температуры, обжатий, скорости) на среднее давление.

Вычисления проведены при помощи ЭВМ, в приложении «OpenOffice.Calc», для написания программы использован язык «Basic».

1.Описание методики расчета среднего давления при горячей прокатке.

Для анализа влияния условий горячей прокатки (температуры, обжатий, скорости) на среднее давление воспользуемся методикой А.И.Целикова. Формула имеет вид:

, (1)

где

-сопротивление чистому сдвигу, Н/мм²; рассчитываемое по формуле:

, (2)

где σ_S-сопротивление деформации, Н/мм².

Для расчета сопротивления деформации воспользуемся методикой Л.В.Андреюка, основанной на точном учете химического состава прокатываемой стали, в виде:

, (3)

где

- базовое значение сопротивления деформации полосы из стали заданного химического состава при U=10с^-1, Е=0,1, t=1000°С;

U-скорость деформации,с^-1;

t_c-средняя температура полосы в очаге деформации, °С

E-относительная деформация полосы;

a,b,c-коэффициенты влияния термомеханических условий деформации, зависящее от химического состава(марки) стали .

Величина деформации при этом вычисляется:

, (4)

где h₀, h₁-толщина полосы на входе и выходе клети, мм.

Скорость деформации для условий прокатки определяется по формуле:

, (5)

где V-скорость прокатки в клети, м/с;

R-радиус рабочих валков, мм;

-длина дуги контакта металла с валками, мм. (6)

Показатель деформации рассчитывается по формуле:

, (7)

где l-длина дуги контакта металла с валками, мм;

- абсолютное обжатие в горизонтальных валках, мм;

µ-коэффициент трения, рассчитываемый по формуле:

, (8)

где t_c-средняя температура полосы в очаге деформации, °С

Толщина полосы в нейтральном сечении рассчитывается по формуле:

, (9)

где

, где σ-натяжение, Н/мм²; (10)

2.Описание алгоритма расчета среднего давления при горячей прокатке.

Для расчёта был использован циклический алгоритм основанный на возможностях языка программирования «Basic». Данный алгоритм позволяет с введением исходных параметров прокатки, без изменения программного кода и без каких-либо других команд мгновенно получить результат.

Исходными данными являются:

марка стали (термомеханические коэффициенты) , a, b, c;
средняя температура полосы, t_ci;
радиус рабочих валков, R_i ;
начальная толщина полосы, h₀_i;
скорость прокатки в клети, V_i ;
натяжение полосы, σ ;

Промежуточными расчетными параметрами являются:

коэффициент трения по клетям, μ_i;
относительные обжатия по клетям, ε_i;
длина дуги контакта, l_i ;
скорость деформации, U_i ;
сопротивление деформации, σ_si;
сопротивление чистому сдвигу, 2τ_с_i;
показатель деформации, _i;
коэффициенты ξ₀_i_, ξ₁_i;
толщина полосы в нейтральном сечении, h_н_i;

Результатом расчёта являются среднее контактное давление p_ср_i.
После введения исходных данных расчета последовательно проводим вычисления длины дуги контакта, скорости деформации, а также сопротивления деформации, коэффициентов трения для каждой из клетей стана.

Блок-схема алгоритма расчета среднего давления представлена на рисунке 1.
Рисунок 1.Блок-схема алгоритма расчета среднего давления.
Начало

2

4

3

R,h_0,h_i,V,a,b,c,σ_б,t_c,σ

l_i(6)

4

U_i(4),E_i(5)

σ_si(3)

5

2τ_ci(2),µ_i(8)

6

ξ_0i,ξ_1i(10),

(7)

7

h_Н_i(9)

8

Pcp_i(1)

9

Конец

3. Пример пошагового расчета среднего давления при горячей прокатке

Проведем расчет среднего контактного давления прокатываемого металла на валки для первой клети стана горячей прокатки 2000 ПАО «НЛМК». При прокатке полосы с толщины 40 мм на толщину 3,8 мм из Ст3кп. Значение базового сопротивления деформации и термомеханических коэффициентов принимаем: σ_б=77,486 Н/мм², a=0,144, b=0,156, c=-3, 512. Средняя температура раската 960°С, скорость прокатки 3м/с, натяжение 10Н/мм². Радиус валков 400 мм.

4.Исходные данные и результаты анализа
Для анализа примем параметры прокатки полосы в 1-ой клети чистовой группы стана 2000 ЦГП ПАО «НЛМК». Исходные данные для анализа влияния обжатий на среднее давление приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные

Марка стали	Ст3кп
Радиус валков, мм	400
a	0,144
b	0,156
c	-3,512
σ_б	77,486
Натяжение, Н/мм2	10
Скорость прокатки, м/с	3
Средняя температура, °С	960

Для исследования необходимо разбить интервал обжатий на равные промежутки. В нашем случае для удобства разобьем на 12 равных долей. Зависимость среднего давления от обжатий представлена в таблице 2 и на рисунке.

Таблица 2. Влияние относительного обжатия на среднее давление.

№ п/п	Рср. Н/мм2	Отн.обжатие, %
1	245	35,00
2	246	35,45
3	248	35,91
4	249	36,36
5	251	36,82
6	252	37,27
7	254	37,73
8	255	38,18
9	256	38,64
10	258	39,09
11	259	39,55
12	261	40,00

Рисунок 2 – График зависимости среднего давления от относительного обжатия.
Исходные данные для анализа влияния температуры полосы на среднее давление приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Исходные данные

Марка стали	Ст3кп
Радиус валков, мм	400
a	0,144
b	0,156
c	-3,512
σ_б	77,486
Натяжение, Н/мм2	10
Скорость прокатки, м/с	3
Отн.обжатие, %	35

Зависимость среднего давления от температуры полосы представлена в таблице 4 и на рисунке 3.
Таблица 4. Влияние температуры полосы на среднее давление.

№ п/п	Рср, Н/мм2	Tемпература, °С
1	266	940
2	262	944
3	258	947
4	254	951
5	250	955
6	247	958
7	243	962
8	239	965
9	236	969
10	232	973
11	229	976
12	225	980

Рисунок 3 – График зависимости среднего давления от температуры полосы.
Исходные данные для анализа влияния скорости прокатки на среднее давление приведены в таблице 5.

Таблица 5 – Исходные данные

Марка стали	Ст3кп
Радиус валков, мм	400
a	0,144
b	0,156
c	-3,512
σ_б	77,486
Натяжение, Н/мм2	10
Скорость прокатки, м/с	3
Отн.обжатие, %	35

Зависимость среднего давления от скорости прокатки представлена в таблице 6 и на рисунке 4.
Таблица 6. Влияние скорости прокатки на среднее давление.

№ п/п	Рср, Н/мм2	Скорость прокатки, м/с
1	207	1,00
2	217	1,36
3	225	1,73
4	232	2,09
5	237	2,45
6	242	2,82
7	247	3,18
8	251	3,55
9	255	3,91
10	258	4,27
11	261	4,64
12	264	5,00

Рисунок 4 – График зависимости среднего давления от скорости прокатки.
В результате анализа видно, что условия горячей прокатки в той или иной степени влияют на среднее давление. С увеличением обжатий и скорости среднее давление увеличивается, а с увеличением температуры уменьшается.

Список литературы
1.Чабоненко А.А., “Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов 5курса дневного отделения и 6 курса очно-заочного отделения по специальности 150106.62 «Обработка металлов давлением»” /А.А. Чабоненко– Липецк: ЛГТУ, 2009. – 9 с.

2.Чабоненко А.А., Черный В.А., “Теория прокатки. Расчет сопротивления деформации металла при горячей прокатке для студентов дневной и очно-заочной форм обучения профиля «Обработка металлов давлением»” /А.А. Чабоненко, В.А. Черный– Липецк: ЛГТУ, 2012. – 12 с.

3. Коновалов Ю.В., Остапенко А.Л., Понамарев В.И. Расчет параметров листовой прокатки. Справочник. М.: Металлургия. 1986 г. 430 с.

Приложение

REM ***** BASIC *****

Option Explicit

Option VBASupport 1

Sub Tselikov
const q1="ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫХ"

const s1="Введите требуемое количество опытов"

const s2="Введите минимальное значение температуры, С"

const s3="Введите максимальное значение температуры, С"

const s4="Введите минимальное значение абсолютного обжатия "

const s5="Введите максимальное значение абсолютного обжатия "

const s6="Введите минимальное значение скорости прокатки"

const s7="Введите максимальное значение скорости прокатки"

Dim i As Integer

Dim n As Integer

Dim r,a,b,c,g1,u,ts,del, ksi0, ksi1, gb, o, m, z

Dim sheet As object

Dim cell As object

Sheet=Thiscomponent.getcurrentController.activesheet
'Задание количество клетей и радиуса и постоянных коэффициентов

n=Val(inputbox(s1,q1,"12")

r=Sheet.getcellbyPosition(10,2).Value

a=Sheet.getcellbyPosition(10,3).Value

b=Sheet.getcellbyPosition(10,4).Value

c=Sheet.getcellbyPosition(10,5).Value

gb=Sheet.getcellbyPosition(10,6).Value

g1=Sheet.getcellbyPosition(10,8).Value
Dim h(n),l(n),gs(n), V(n), Pcp(n)

Dim my(n),neytr(n),dh(n),e(n),tc(n)
e(1)=Val(inputbox(s4,q1,"0.35")

e(n)=Val(inputbox(s5,q1,"0.4")

tc(1)=Val(inputbox(s2,q1,"960")

tc(n)=Val(inputbox(s3,q1,"960")

V(1)=Val(inputbox(s6,q1,"3")

V(n)=Val(inputbox(s7,q1,"3")

o=(e(n)-e(1))/(n-1)

For i=1 to n

e(i)=e(1)+o*(i-1)

next i

m=(tc(n)-tc(1))/(n-1)

For i=1 to n

tc(i)=tc(1)+m*(i-1)

next i

z=(v(n)-v(1))/(n-1)

For i=1 to n

v(i)=v(1)+z*(i-1)

next i

'Считывание толщины полосы

h(0)=Sheet.getcellbyPosition(4,5).Value
For i=1 to n

h(i)=h(0)*(1-e(i))

dh(i)=h(0)-h(i)

l(i)=sqr(r*dh(i))

u=1000*((V(i)*l(i))/(r*h(0)))
gs(i)=gb*(u^a)*(10*e(i))^b*(tc(i)/1000)^c
ts=1.15*gs(i)
ksi0=1-(g1/ts)

ksi1=1-(g1/ts)

my(i)=0.55-0.00024*tc(i)

del=my(i)*(2*l(i)/dh(i))
neytr(i)=(ksi0/ksi1*h(0)^(del-1)*h(i)^(del+1))^(1/(2*del))
Pcp(i)=(ksi0*(h(0)/(del-2)))*(((h(0)/neytr(i))^(del-2))-1)
Pcp(i)=Pcp(i)+(ksi1*(h(i)/(del+2)))*(((neytr(i)/h(i))^(del+2))-1)
Pcp(i)=(ts/dh(i))*Pcp(i)

Next i
For i=1 to n

Cell=Sheet.GetCellByPosition(3,5+i)

cell.setvalue dh(i)

Cell=Sheet.GetCellByPosition(4,5+i)

cell.setvalue h(i)

Cell=Sheet.GetCellByPosition(2,5+i)

cell.setvalue e(i)

Cell=Sheet.GetCellByPosition(5,5+i)

cell.setvalue v(i)

Cell=Sheet.GetCellByPosition(6,5+i)

cell.setvalue tc(i)

Cell=Sheet.GetCellByPosition(7,20+i)

cell.setvalue gs(i)

Cell=Sheet.GetCellByPosition(4,20+i)

cell.setvalue Pcp(i)

Next i

End Sub