科技大學(xué)軋鋼機(jī)械教案-在線瀏覽
2025-06-04 07:39本頁(yè)面
【正文】 間的導(dǎo)數(shù)。質(zhì)點(diǎn)之間以及軋件與軋輥間有可能產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，于是引出概念：（1） 前滑與后滑：實(shí)驗(yàn)證明：在一般軋制條件下，軋輥線速度與軋件速度是不相等的。軋件入口處：，軋件在入口處也產(chǎn)生滑動(dòng)，稱為后滑。中性點(diǎn)所處的斷面，為中性面。（3） 前滑值：式中：——軋件出口處速度； ——軋輥圓周速度?；蛘邞?yīng)用德烈斯登公式： 三． 軋制過(guò)程的建立——咬入條件 在生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)，有時(shí)軋制很順利，但有時(shí)壓下量大了，軋件就軋不進(jìn)去。因此，研究分析軋輥咬入條件，具有非常重要的實(shí)際意義。軋件咬入條件分為兩個(gè)階段：教 案 用 紙內(nèi) 容重點(diǎn)、要點(diǎn)從軋件的手里圖可知， ——推力，——拉入力，能否咬入關(guān)鍵是由他們誰(shuí)占優(yōu)勢(shì)來(lái)決定。則代入上式：，是咬入軋件的臨界條件，若軋件能自然咬入，必須，即；若，則軋件處于平衡狀態(tài)，不能自然咬入；若則不能咬入。故軋件一旦被咬入后，就會(huì)繼續(xù)咬入，軋制過(guò)程就能建立起來(lái)。那么究竟在什么條件下才能從彈性變形過(guò)渡到塑性變形呢？這正是塑性方程要解決的問(wèn)題。 為解決此問(wèn)題，在塑性力學(xué)中有許多不同的理論，而應(yīng)用最廣泛的是形狀變化位能教 案 用 紙內(nèi) 容重點(diǎn)、要點(diǎn)理論（形變能定值理論） 在外力作用下，金屬內(nèi)部積累起來(lái)的形狀變化位能時(shí)，達(dá)到其塑性變形的形狀變化位能時(shí)，便發(fā)生塑性變形。思路：首先利用材力理論，求物體變形的總能量再去其體積變化位能于是形狀變化位能依形變能定值理論，則三向應(yīng)力狀態(tài)下與單向應(yīng)力狀態(tài)下相等，即，得出塑性方程式的一般式。又依材力中廣義虎克定律：——（2）（2）代入（1）得： ——（3）（2）求體積變化位能 依材力理論，知： ——（4）教 案 用 紙內(nèi) 容重點(diǎn)、要點(diǎn)（3）形狀變化位能： ——（5） 在單向應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，代入（5）得： ——（6）（4）塑性方程式的一般式 依形變能定值理論，與應(yīng)力狀態(tài)無(wú)關(guān)，則 ——（7） 式中：——金屬變形阻力，是指單向應(yīng)力狀態(tài)條件下金屬材料產(chǎn)生塑性變形時(shí)所需的單位面積上的力。（5）物理意義： 在三向應(yīng)力狀態(tài)下，當(dāng)其主應(yīng)力差的平方和等于金屬材料變形助力平方的二倍時(shí)，物體就開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形。（1）通過(guò)圓形斷面?？桌位驍D壓金屬時(shí)，在?？撞糠值慕饘偎艿闹鲬?yīng)力狀態(tài)是： ，則拉拔的塑性方程為：教 案 用 紙內(nèi) 容重點(diǎn)、要點(diǎn)（2）在軋制寬板時(shí)，由于鋼板寬展很小，可忽略。一．變形單位壓力的概念1．定義： 在進(jìn)行塑性加工變形過(guò)程中，作用在金屬受壓面單位面積上的壓力，稱作變形單位壓力。金屬在軋輥間承受軋制壓力的作用而發(fā)生塑性變形。在相同的金屬變形阻力條件下，由于應(yīng)力狀態(tài)作用不同，則金屬產(chǎn)生塑性變形的難易程度也不同。 因此，在較難產(chǎn)生塑性變形的應(yīng)力狀態(tài)作用下，就需增大作用的單位壓力，才能達(dá)到塑性變形的目的，這就勢(shì)必造成設(shè)備的龐大和電機(jī)功率的增加。例：在冷軋機(jī)薄板，帶鋼生產(chǎn)中，常利用帶前，后張力的軋制方法，即二向壓一向拉應(yīng)力狀態(tài)，這樣可以大大降低單位壓力，從而減輕了機(jī)械設(shè)備的重量，降低了軋制時(shí)的功率消耗。確定軋制力的方法有三種：：在軋機(jī)上放置專門設(shè)計(jì)的壓力傳感器，將力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)放大或直接記錄下來(lái)，獲得實(shí)測(cè)的軋制力。 實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)或歸納經(jīng)驗(yàn)公式或圖表： 根據(jù)塑性力學(xué)原理分析變形區(qū)內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)與變形規(guī)律，首先確定接觸弧上單位壓力的分布規(guī)律和大小，再根據(jù)來(lái)求出軋制力。那么我們將重點(diǎn)介紹應(yīng)用較廣的方程?，F(xiàn)代軋制理論中，單位壓力的數(shù)學(xué)，力學(xué)理論的出發(fā)點(diǎn)，是在一定的假設(shè)條件下，在變形區(qū)內(nèi)任取一微元體，分析作用在此微元體上的受力情況，在力的平衡基礎(chǔ)上，將個(gè)力通過(guò)微分方程式聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)利用塑性方程式，接觸弧方程式，摩擦理論和邊界條件來(lái)解微分方程式。方程的建立；；（1）平面變形假設(shè)： 軋件寬度遠(yuǎn)大于厚度即，軋制時(shí)認(rèn)為無(wú)寬展，即，則認(rèn)為軋制過(guò)程是一平面變形過(guò)程，將為題簡(jiǎn)化。（3）塑性方程式在整個(gè)軋制過(guò)程中均成立。 在后滑區(qū)取微元體abcd，使微元體的坐標(biāo)方向與主變形方向重合，其厚度為，高度2y2(y+dy),弧長(zhǎng)近似弦長(zhǎng)， 教 案 用 紙內(nèi) 容重點(diǎn)、要點(diǎn)：令寬度為B=1。在前滑區(qū)，單位摩擦力方向與后滑區(qū)相反，則——（3）前滑區(qū)在求解（2）（3）微分方程時(shí)，還需確定與，關(guān)系；①首先確定與關(guān)系： 依塑性方程式： 再根據(jù)假設(shè)條件（2），認(rèn)為微元體上的垂直水平應(yīng)力就是主應(yīng)力來(lái)建立與關(guān)系。又 水平主應(yīng)力： 代入塑性方程式——（4）式中：——平面變形抗力將（4）微分，得：——（5）②確定與關(guān)系：依假設(shè)條件（4），采用干摩擦理論： ——（6）將（4）（5）（6）代入（2）（3）中，得： ——（7）（7）式即為著名的方程，它是許多單位壓力理論公式的基礎(chǔ)。而則認(rèn)為軋件與軋輥之間是否產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，取決于摩擦力的大小，當(dāng)單位摩擦力小于材料剪切屈服極限時(shí)（），產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)； 當(dāng)時(shí)，不產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)而出現(xiàn)粘著，并認(rèn)為熱軋時(shí)存在粘著現(xiàn)象。：，令寬度為1。五．影響單位壓力的因素 依方程中，代入塑性方程式，得：故影響單位壓力的因素分為兩大類：（材料） ——是指單向應(yīng)力狀態(tài)條件下金屬材料產(chǎn)生塑性變形時(shí)所需的單位面積上的力。例：高碳鋼低碳鋼，而且含碳量每，則可提高； 此外，同一化學(xué)成分的金屬，由于組織狀態(tài)不同，則也不同，一般晶粒細(xì)小者，其較大。（）這是因?yàn)樵诟邷貢r(shí)金屬的塑性變形需要克服原子間相互結(jié)當(dāng)一定，則當(dāng)一定，則見(jiàn)教 案 用 紙內(nèi) 容重點(diǎn)、要點(diǎn)合的能量減小了，故，見(jiàn)。（4）變形速度u：熱軋時(shí)，見(jiàn)冷軋使，對(duì)影響極小。因此，凡是影響水平應(yīng)力的因素必然會(huì)影響。（a）越大，則也大，就越大，則；（b）軋件厚度，則使。這是因?yàn)楹?，①的水平分力，則，從而；②又后，將使接觸面積，則，因此，在軋制薄板時(shí)，為常采用小直徑軋輥。教 案 用 紙內(nèi) 容重點(diǎn)、要點(diǎn)（2）張力的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，前后張力均使，這是由于存在張力，使變形區(qū)內(nèi)金屬在軋制方向產(chǎn)生拉應(yīng)力，使三向壓應(yīng)力狀態(tài)的，則。當(dāng)時(shí)，不均勻變形較小，外區(qū)影響不明顯；當(dāng)時(shí)，（高厚軋件），不均勻變形較大，外區(qū)影響明顯，而且隨，不均勻變形愈加嚴(yán)重，外區(qū)影響加大，可由下式來(lái)表示外區(qū)影響。目前，主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)曲線和經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)得到的，常用以下幾種:（適用于熱軋）見(jiàn)表示了在，3號(hào)鋼在不同的℃下，
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