Consideration the influence of residual stresses and creep strains on rolling the steel sheets

Abstract

The method for considering the residual stresses which occur by plastic deformation during the rolling process in creep stress-strain state of steel plates in tension is discussed. The problem’s solution is divided on two stages. First one presents the modeling of the problem of plasticity with consideration of finite strains. The rolling process of steel sheets with two rolling mills is regarded. The scheme of technological process and its numerical simulation are described. Obtained stress-strain field in a plate after rolling was considered as a residual for creep initial-boundary value problem, which presents the second stage of analysis. The mathematical problem statement including state equations are built by use of the determined anisotropic creep properties of considering steel 3 at room temperature is presented. The transition procedure from three dimensional to two dimensional stress strain state in considered plate is discussed. Creep problem solution was done by use of developed two-dimensional Finite Element Method codes which include time step integration schemes. The numerical results like stress and strain fields, dependencies between the traction values and maximum plate’s displacements, deformed shape of the plate edge as well as the recommendations for safety conditions of technological process are presented.

Обговорюється метод для врахування залишкових напружень, що виникають внаслідок пластичного деформування при прокатці, у визначенні напружено-деформованого стану при повзучості розтягнутих сталевих пластин. Надано математичну постановку задачі, яка включає рівняння стану, що побудовані за допомогою визначених анізотропних властивостей повзучості сталі, що розглядається. Описано схему технологічного процесу та його чисельне моделювання. Отримані залишкові напруження застосовано як початкові умови при розв’язанні початково-крайовій задачі, що виконано за допомогою розробленого двовимірного скінченноелементного програмного забезпечення. Обговорюються чисельні результати та рекомендації для організації безпечного технологічного процесу.