軋制界面非穩(wěn)態(tài)流體潤滑軋制特性

隨著生產(chǎn)力發(fā)展、軋制生產(chǎn)效率提高，高速軋制、高黏度潤滑液等因素更易使軋制界面形成流體潤滑狀態(tài)，軋制過程不穩(wěn)定性也會隨著軋制速度的提高而增大。金屬軋制過程涉及界面形貌、機械振動、摩擦熱等影響因素，是一個瞬態(tài)的、與時間相關(guān)的過程，入口板帶厚度不均、機械結(jié)構(gòu)振動和張力波動等因素均可導致潤滑系統(tǒng)處于非穩(wěn)定狀態(tài)。因此對非穩(wěn)態(tài)下輥縫間油膜厚度、應力分布等軋制潤滑特性參數(shù)的研究具有重要的理論意義和實用價值。

北京科技大學的學者針對軋制過程非穩(wěn)態(tài)及潤滑特性，通過流體力學分析，建立穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)軋制變形區(qū)油膜厚度分布模型，提出油膜波動系數(shù)以研究油膜厚度的絕對波動，應用卡爾曼微分方程分析了穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)軋制界面應力分布，并以穩(wěn)態(tài)應力分布為基礎(chǔ)提出應力波動系數(shù)以研究變形區(qū)應力的絕對波動。結(jié)果表明：穩(wěn)態(tài)下壓下率增加，軋制界面油膜變薄，壓應力、切應力均增加;非穩(wěn)態(tài)下隨著入口板帶厚度等擾動因素的波動加劇，油膜波動系數(shù)變大，絕對波動加??；不同時刻非穩(wěn)態(tài)壓應力波峰的位置和數(shù)值都會發(fā)生變化；相比于切應力，油膜波動對壓應力的影響比較大，當油膜厚度發(fā)生6. 33%的絕對波動時，壓應力和切應力分別產(chǎn)生1.17%和0. 24%的絕對波動。