Аналіз інформації та постановка задачі дослідження

Роль гіпотез і припущень в теорії ОМТ

Теоретичні моделі розрахунків основних параметрів розробляють на базі гіпотез і припущень і спрощень.

В сучасному трактуванні диференційні рівняння прокатки, осадки та інших процесів ОМТ отримують сумісним рішенням рівнянь рівноваги подовжніх сил при двомірній деформації та рівняння пластичності. При цьому приймаються деякі допущення, наприклад, для двомірної прокатки приймають допущення:

1. Напруження в будь-якому поперечному перерізі по висоті штаби розподіляється рівномірно.

2. Деформація є плоскою, тобто поперечна деформація (розширення штаби) відсутнє.

3. Напруження по ширині штаби не змінюються.

В сучасній теорії поздовжньої та інших способів прокатки, осадки, пресування, волочіння та інших видів обробки металів тиском апріорі застосовують такі припущення і спрощення:

- деформація є плоскою, тобто здійснюється без поперечної деформації;

- напруження в будь-якому поперечному перерізі по висоті штаби розподіляється рівномірно;

- напруження текучості по довжині осередку деформації є величиною постійною;

- для умов гарячої ОМТ матеріал інструмента (наприклад валків) і штаби не володіє пружними властивостями;

- напруження тертя t пропорційні контактним напруженням (закон Амонтона) або опору метала деформації (закон Зібеля);

- контактні нормальні напруження і тертя t розподіляються по дузі (хорді, параболі, прямій лінії) контакту метала з технологічним інструментом рівномірно;

- деформація металу є рівномірною;

- вплив поза контактної деформації не враховується.

Застосовують також і інші допущення, наприклад, для процесу холодної прокатки штаб приймають додатково:

- штаба, що прокатується є суцільним тілом без змінювання об’єму (без ущільнення);

- напруження текучості по довжині осередку деформації змінюються за прийнятим законом зміцнення метала;

- умови технологічного змащування такі, що коефіцієнт тертя по довжині дуги контакту лишається незмінним;

- випередженням метала в осередку деформації нехтують;

- розтягуючи напруження, діючі в штабі, зменшують напруження стискування на кінцях осередку деформації у відповідності з теорією максимального зсуву Трєска;

- термічні ефекти від розігріву метала під час деформації не враховуються.

Таким чином кожне спрощення і апріорі приймаєме допущення повинні мати наукове та фізичне обґрунтування, а похибки, що ними вносяться в кінцевий результат, повинні бути прийнятними.

Наукова інформація поширюється та викладається в монографіях, науково-технічних журналах, звітах та оглядах по науково-дослідницьким роботах, в дисертаціях та Інтернеті.

В процесі збирання та аналізу інформації досліднику важливо поглибити свої знання, тобто розширити свою поінформованість щодо тематики конкретної чисто наукової або науково-прикладної проблеми. Аналіз несистематизованою наукової інформації призводить до того, що дослідник захлинається в потоці хаотичної та велико-об’ємної за обсягом інформації. Тобто, наукові дослідження взагалі неможливі без системного підходу до ії виконання. Щоби звільнити набраний масив аналітичних даних від надлишкової і не першочергово важливої інформації спочатку її необхідно «згустити» (ущільнити). Звільнену від «шумовиння» ущільнену інформацію за попередньо обраною стратегією наукового пошуку систематизують, програмують і т.п. та представляють у вигляді аналітичного огляду, підсумкових таблиць, матриць, алгоритмів, моделей і т.п. Поясниме вище викладене на конкретному прикладі: в процесах холодної прокатки холоднокатаних штаб на безперервних і повністю безперервних станах під час гальмувань і прискорень (ділянок штаб зі зварних швах) натяг метала поміж клітями різко змінюється таким чином, в перехідних неусталених процесах холодної безперервної прокатки з’являється ряд збурень, які дестабілізують процес. Так при зменшені натягу метала нижче критичної межі штаба втрачає поперечну сталість, що призводить до розшматування метала і аварійних ситуацій. В більш легкому варіанті зменшення натягу призводить до збільшення товщини штаби, її хвилястості або коробчастості. Збільшення натягу призводить до пориву штаби як по шву, так по цілому металу. При цьому збурення, виникаючі в одному поміж клітьовому проміжку, поширюються по всій технологічній лінії стана, завдяки закону саморегулювання неперервних станів. Очевидно, що необхідно віднайти параметри, змінюючи які, з’являється можливість швидко стабілізувати величину натягу метала та усталити процес прокатки навіть в перехідних режимах роботи. До цього всю інформацію щодо натягу метала ущільнюють, виділяють найбільш впливові щодо натягу збурення (впливи) і представляють їх у вигляді таблиці, матриці або моделі. Приклад для найпростішої технологічної лінії три клітьового безперервного стана приведено в таблиці 1.1.

В таблиці 1.1 умовні позначення: - змінювання; - швидкість; - товщина; - натяг; 12 – проміжок між клітями 1,2; 23 – теж саме поміж клітями 2,3; 3 – після кліті 3. Ущільнена у вигляді таблиці 1.1 інформація дозволяє зробити такі висновки:

- регулювання любої кліті в формі зміни розхилу поміж валками і швидкості прокатки призводить до змінювання натягу штаби в поміж клітьових проміжках безперервних станів;

- при двох випадках сумісної дії факторів ( ) ( ) змінювання натягу метала в кожному міжклітьовому проміжку в дев’ятнадцяти випадках однозначне («+» або «-») і в п’яти – невизначене («») або двозначне;

- при цьому зміна товщини в дев’яти варіаціях ( ) ( ) однозначна («+» або «-») і в трьох випадках – двозначна («»).

- За рахунок десинхронізації швидкість виходу метала із попередньої кліті ₁ і входу в наступну кліть ₂ швидкість збільшення або зменшення сили натягу штаби , тобто швидкість змінювання натягу dT/dt поміж клітями 1 і 2 в області пружньої деформації дорівнює:

- dT/d_t = (B₁h₁E/L₁₂)(V₂-V₁) (1.2)

- де B₁і h₁ – товщина і ширина штаби на виході із кліті 1;

- E – модуль пружності матеріалу штаби;

- L₁₂ – відстань поміж площинами виходу метала із осередка деформації кліті 1 і входу – в осередок деформації кліті 2;

- V₁і V₂ – швидкості відповідно виходу метала із валків кліті 1 та входу в валки кліті 2.

Таблиця 1.1 Якісне змінювання («+» значить збільшення; «-» значить зменшення; « » можливість того й іншого) поміж клітьового натягу і кінцевої товщини штаби на три клітьовому безперервному стані

Кліть	Змінювання параметрів процесу	( ) ( )	( )

	Швидкості -II- -II-	- + +	- - +	+ -	- + -	- +	+ -
	Розхилу поміж валками -II- -II-	+ +	+ +	+ +	+ -	+ +	+ - +

Очевидно, що збільшення V₁при V₂= const зменшує T і навпаки. Очевидно також, що систематизована інформація дає можливість визначити задачу дослідження в конкретизованому формулюванні.

Розглянемо конкретний приклад, який базується на попередньому прикладі: із таблиці 1.1. видно, що поздовжню різнотовщинність ₃ можливо однозначно зменшувати тільки збільшенням натягу штаби поміж клітями та зменшенням розхилу (зазору) поміж валками. Як видно із попереднього прикладу збільшення натягу обмежується міцністю штаби поміж клітями, тобто умовою безперервної прокатки. З іншої сторони, регулювання різнотовщинності змінюванням натягу виконується більш оперативно (майже без запізнення), порівняно з регулювання зміною розхилу поміж валками. Таким чином задача дослідження по зменшенню поздовжньої різнотовщинності зводиться до регулювання натягу штаби поміж клітями в межах: утрата поперечної сталості і форми – руйнація внаслідок пориву метала як по цілому так і по зварному шву. В цілому задачу можна сформлювати так «Дослідження та оптимізація натягу метала з метою оперативного регулювання точності прокатки» .

Умови науково-дослідницької роботи визначаються в загальному випадку по результатам аналітичного огляду. В умовах мають бути описані діюча технологія, її рівень порівняно з найсучаснішими аналогами, в тому числі і на стадіях проектування; найсуттєвіші недоліки технологій. Очевидно, що назва прикладної НДР має відображати предмет (процес, явище, технічна система, технологія, параметр, фактор і т.п.) дослідження та кінцеву мету. Це дозволяє попередньо визначити стратегію і тактику проведення НДР. Під стратегією розуміють ланцюг: проблема, внутрішні протиріччя, зовнішні збурення, розробка заходів по їх усуненню, отримання бажаного кінцевого результату. Під тактикою ведення НДР будемо розуміти план поетапного виконання НДР.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Науково – теоретичні дослідження	\|	Види та напрямки НДР

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.