Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:

В. Н. Шинкин, профессор, докт. физ.-мат. наук, эл. почта: shinkin-korolev@yandex.ru

Для расчета силовых параметров металлургических машин при производстве труб из стального листа крайне необходимо знать аналитическую зависимость кривой упругопластического упрочнения стали и числовое значение изгибающего момента стального листа в зависимости от радиуса кривизны его нейтральной плоскости при изгибе. В противном случае силовые характеристики звеньев металлургических машин (приводящие механизмы пуансонов, крутящих валов, силовых рам и так далее) могут превысить допускаемые значения, что приведет к их поломке. Для получения механических характеристик стали обычно растягивают круглый или плоский образец стали стандартных размеров и получают диаграмму растяжения в координатах нормальное напряжение σ — относительное удлинение ε, которую приводят в виде графика. На экспериментальной диаграмме растяжения обычно находят (определяют) предел текучести σ_y (или σ_0,5), предел прочности σ_u, относительное удлинение при разрыве δ и относительное сужение ψ (определяется экспериментально не всегда) шейки круглого образца при разрыве. Кривая растяжения имеет максимум в момент начала образования «шейки» у круглого стального образца (при относительной деформации ε_u). Для ряда сталей (например, малоуглеродистых сталей) кривая деформации может иметь площадку текучести, когда нормальное напряжение σ практически не изменяется при изменении относительных продольных деформаций ε. В этот момент происходит внутренняя перестройка микроструктуры стали на уровне зерен стали — скольжение на границе зерен и изменение ориентации зерен относительно друг друга. Размер площадки текучести значительно меньше зоны упрочнения стали. Поэтому площадкой текучести при аналитических и численных расчетах обычно пренебрегают.

1. Buhan P., Bleyer J., Hassen G. Elastic, plastic and yield design of reinforced structures. — Elsevier Science, 2017. — 342 p.
2. Starovoitov E. I., Naghiyev F. B. Foundations of the theory of elasticity, plasticity and viscoelasticity. — Apple Academic Press, 2012. — 320 p.
3. Shinkin V. N. Simple analytical dependence of elastic modulus on high temperatures for some steels and alloys // CIS Iron and Steel Review. 2018. Vol. 15. P. 32–38.
4. Shinkin V. N. Springback coefficient of round steel beam under elastoplastic torsion // CIS Iron and Steel Review. 2018. Vol. 15. P. 23–27.
5. Bazant Z. P., Cedolin L. Stability of structures: Elastic, inelastic, fracture and damage theories. — World Scientifi c Publishing, 2010. — 1040 p.
6. Del Piero G. A variational approach to fracture and other inelastic phenomena. — Springer, 2014. — 90 p.
7. Belskiy S. M., Pimenov V. A., Shkarin A. N. Analysis of geometrical parameters of hot-rolled rolling // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 971. 022074.
8. Belskiy S. M., Pimenov V. A., Shkarin A. N. Profiles’ classifi er of hot-rolled rolling // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 971. 022075.
9. Barenblatt G. I. Flow, deformation and fracture. — Cambridge Academ, 2014. — 276 p.
10. Silberschmidt V. V. Dynamic deformation, damage and fracture in composite materials and structures. — Elsevier Science, 2016. — 810 p.
11. Shinkin V. N. Elastoplastic flexure of round steel beams. 1. Springback coeffi cient // Steel in Translation. 2018. Vol. 48. No. 3. P. 149–153.
12. Shinkin V. N. Elastoplastic flexure of round steel beams. 2. Residual stress // Steel in Translation. 2018. Vol. 48. No. 11. P. 718–723.
13. Fedorov V. A., Ushakov I. V., Permyakova I. E. Mechanical properties and crystallization of an annealed cobalt-based amorphous alloy // Russian Metallurgy (Metally). 2004. No. 3. P. 293–297.
14. Simonov Yu. V., Ushakov I. V. Methodology of mechanical testing for experimental detection of microdestruction viscosity in local regions of thin ribbons of amorpho-nanocrystalline material // Advanced Materials and Technologies. 2018. No. 2. P. 52–59.
15. Alkazraji D. A quick guide to pipeline engineering. — Woodhead Publishing, 2008. — 176 p.
16. Butazzo G., Galdi G. P., Lanconelli E., Pucci P. Nonlinear analysis and continuum mechanics. — Springer, 2011. — 148 p.
17. Cowin S. C. Continuum mechanics of anisotropic materials. — Springer, 2013. — 438 p.