Mathematical modelling of flat and long hot rolling based on finite element methods (FEM)

Modelización matemática de la laminación en caliente plana y larga basada en métodos de elementos finitos (FEM)

El objetivo de este artículo es evaluar críticamente el potencial de la modelización matemática que utiliza el software del método de los elementos finitos para resolver problemas de funcionamiento en la laminación en caliente de productos planos y largos. Nos centramos en problemas concretos a los que se enfrentan las plantas de laminación de la región de Moravia-Silesia (República Checa). La investigación se combinó siempre con mediciones de campo o piloto o experimentos de laboratorio.

INTRODUCCIÓN

El principal objetivo de la investigación y el desarrollo industriales es optimizar los medios de producción para la fabricación de un producto determinado. Los criterios de optimización pueden variar en función de las necesidades del producto final. En general, deben basarse en el conocimiento completo del proceso de fabricación. En los procesos de conformado, el conocimiento de los mecanismos de deformación es crucial. Sin conocer el impacto de la fricción, las propiedades del material y la geometría de la herramienta en el funcionamiento del proceso, es imposible proponer las formas óptimas de las herramientas, la confi guración de las máquinas y predecir la aparición de defectos y la evolución de la microestructura. Los ensayos sobre el terreno (piloto) y la modelización física (laminado en laboratorio, simuladores de conformado) no pueden revelar por sí solos los valores exactos de los parámetros termomecánicos y su distribución: por ejemplo, las distribuciones de los distintos parámetros a lo largo de la sección transversal del producto son prácticamente imposibles de determinar. Esta es la razón por la que la modelización de procesos mediante simulación por ordenador tiene una importancia creciente en los procesos actuales de conformado de metales [1-18].

RESUMEN DE LOS PRINCIPALES RESULTADOS

Nuestra investigación ha proporcionado una gran cantidad de resultados, todos los cuales se han publicado en forma de ponencias en congresos o en revistas profesionales. Nuestro trabajo abarca los siguientes temas, que pueden clasificarse con respecto al criterio de optimización del siguiente modo (entre paréntesis se indican las instituciones en las que se llevaron a cabo los experimentos físicos):

■ Fricción en la laminación en caliente:

□ Influencia del coeficiente de fricción en la extensión de los productos de acero laminados (Departamento de conformación de materiales, VŠB-TU Ostrava (DMF), ŽDB GROUP a.s., Tren de laminación, (ZDB)).