Abstract
A flow stress equation was proposed to compute the roll force in the finishing stands of an actual rod mill where the strain rate and the temperature of the material range from 100 to 400 s−1 and from 900 to 1050 °C, respectively. The underlying idea is to modify the Shida model and Misaka model, which provide flow stress equations (constitutive equations) frequently used to depict deformation behavior of high temperature material at different strain rates. The modified model was coupled with finite element method to compute the roll force during four-pass continuous rod rolling, where strain rates are in the range of 100–400 s−1 at high temperatures (900-1050 °C). The roll forces and the surface temperatures of the material at each stand were measured, and the measured data were compared with the computed values. Results reveal that the Misaka model is better than the Shida model for high temperatures and intermediate strain rates. The roll force error was −5.7 % when the Misaka model was used at 900 °C. However, the error increased by −15.2% at 1050 °C. When the modified Misaka model was used, the error was reduced to 1.8% on average. It can consequently be deduced that the modified Misaka model can be used to depict the deformation resistance behavior in intermediate ranges of strain rate and high temperature ranges in continuous rod rolling process
چکیده
معادله ی تنش جریان جهت محاسبه ی نیروی نورد در استند های نهایی یک نورد میله ای واقعی که در ان نرخ کرنش و دمای ماده، متناظرا در محدوده ی 100 تا 400 s−1 و 900 تا 1050 °C می باشد، پیشنهاد شده است. ایده ی اصلی، بهبود مدل Shida و مدل Misaka می باشد، که این دو مدل، معادلات تنش جریان (معادلات ساختاری) را برای به تصویر کشیدن رفتار تغییر شکل دما بالای ماده در نرخ های کرنش متفاوت، فراهم می نمایند. مدل بهبود یافته توام با روش المان محدود جهت محاسبه ی نیروی نورد در طول نورد میله ای پیوسته ی چهار پاسی و در نرخ های کرنش در محدوده ی 100 تا 400 s−1 و در دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد. نیروهای نورد و دمای سطحی مواد در هر استند اندازه گیری شده و داده های اندازه گیری شده با مقادیر محاسبه شده مقایسه شده اند. نتایج حاکی از این می باشند که استفاده از مدل Misaka در دماهای بالا و نرخ های کرنش متوسط، بهتر می باشند. خطای نیروی نورد در هنگام استفاده از مدل Misaka در دمای900 °C ، −5.7 % می باشد. با این حال، این خطا در دمای 1050 °C خطا تا −15.2% افزایش پیدا می کند. با استفاده از مدل Misaka بهبود یافته، خطا به طور میانگین تا 1.8% کاهش پیدا می نماید. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که مدل Misaka بهبود یافته برای نمایش رفتار مقاومت در برابر تغییر شکل درمحدوده های متوسط نرخ های کرنش و دماهای بالا در پروسه ی نورد میله ای، مناسب بوده و می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
1-مقدمه
در نورد میله ای گرم؛ شمشال ها (یا مواد) تا دمای بالای تبلور مجدد گرم می شوند و با عبور از مجموعه ای از استند ها که به شکل tandem قرار گرفته اند، به محصولات نهایی با ضخامت و تلرانس هندسی قابل قبول تبدیل می شوند [1-3]. در این جا، عبارت "استند" بیانگر یک ماشین با یک جفت از غلتک ها، یک وسیله ی پایین بر، محفظه ای برای نگهداری این اجزا و یک موتور محرک می باشد. گاهی اوقات به استند، پاس نیز اطلاق می گردد. تلرانس هندسی برای ماده در هر استند تحت تاثیر ترکیبات شیمیایی ماده، دمای نورد، سرعت نورد، و سختی ساختار استند می باشد...