کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5016113 1464963 2017 11 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Effects of local overloads on cold rolling mill work rolls
ترجمه فارسی عنوان
تأثیر بارهای محلی بر روی رول های آسیاب نورد سرد
کلمات کلیدی
سخت شدن مورد، مواد پلاستیکی درجه بندی شده، منطقه پلاستیکی، تماس هرتزیان، تماس با بیش از حد،
ترجمه چکیده
بارگذاری محلی یکی از رایج ترین علل شکست های زودرس خرچ کار نورد سرد است. رول های سخت شده مورد بررسی، تنوع مکانی سختی مواد و قدرت عملکرد را با مشخصات کاهش یافته با عمق نشان می دهد و متعلق به کلاس مواد به اصطلاح مواد پلاستیکی درجه بندی شده است. اضافه بار تماس باعث ایجاد مناطق پلاستیکی بسته به شکل زیر سطحی و همراه با اختلال قابل توجه در زمینه تنش است. در مقاله حاضر اثر بار اضافی در یک رول سخت سخت مورد بررسی قرار گرفته است که از لحاظ عددی با استفاده از عنصر محدود، هنگامی که پارامترهای بارهای تماس انتخاب می شوند برای نشان دادن یک وضعیت مشترک زمانی که یک نوار به طور تصادفی تشکیل شده، وارد رول نیش می شود. نشان داده شده است که تغییرات پلاستیک در لایه درجه بندی شده در عمق رخ می دهد که به طور قابل توجهی بیش از عمق حداکثر تنش موثر تعیین شده توسط راه حل الاستیک است. در طول بیش از حد تماس، تنش کششی در مرز بالا بین مناطق الاستیک و پلاستیک ایجاد می شود. تنش کششی در سطح آزاد در مجاورت ناحیه تماس، به علت شکل گیری ناحیه پلاستیکی زیر سطح، تا ده برابر افزایش می یابد. استرس های باقی مانده با مولفه های هیدرواستاتیک کششی بسیار زیاد نشان داده شده است که در مواد بارگیری نشده ظاهر می شود. این تنش کششی، هر دو عملیاتی و باقی مانده، می تواند موجب زودرس شدن در سطح تماس در طول بارگذاری بیش از حد یا عملکرد بیشتر رول شود. نشان داده شده است که افزایش عمق مورد سخت شده و افزایش سختی هسته رول باعث کاهش تغییر شکل پلاستیک در هنگام اضافه بار می شود، هر دو تنش عملیاتی و باقی مانده را در لایه درجه بندی شده کاهش می دهد و تغییر شکل پلاستیکی را عمیق تر از سطح و منطقه تماس، که احتمال شکستگی زودرس را کاهش می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
پیش نمایش مقاله
تأثیر بارهای محلی بر روی رول های آسیاب نورد سرد
چکیده انگلیسی
Local overloading is one of the most common reasons for premature failures of cold rolling mill work rolls. Case-hardened rolls demonstrate spatial variation of the material hardness and yield strength with a decreasing profile with depth and belong to the class of so-called plastically graded materials. Contact overloads cause formation of subsurface closed-shape plastic zones, accompanied by a significant perturbation in the stress field. In the present paper the effect of an overload on a case-hardened roll is numerically modelled using finite element, when the parameters of the contact loads are chosen to represent a common situation when an accidentally formed strip fold enters the roll bite. It is shown that plastic deformations in the graded layer originate at depths, which significantly exceed the depth of the maximum effective stresses, determined by the elastic solution. During the contact overload, tensile stresses develop at the upper boundary between the elastic and plastic zones. Tensile stresses at the free surface in the vicinity of the contact zone increase up to ten times due to formation of the subsurface plastic zone. Residual stresses with a very large tensile hydrostatic component are shown to appear in the unloaded material. These tensile stresses, both operational and residual, can cause premature spalling in the contact surface during either the overloading or further operation of the roll. It is shown that an increase in the depth of the hardened case and increase in the roll core hardness allows to reduce plastic deformations during overloads, reduce both operational and residual stresses in the graded layer and shift formation of the plastic zone deeper from the surface and the contact zone, which decreases the chances of premature spalling.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Mechanical Sciences - Volume 123, April 2017, Pages 106-116
نویسندگان
, , ,