Трещинообразование ролика натяжной станции петленакопителя стана тандема холодной прокатки 2000

Автор: Краснов М.Л., Качурин П.Л., Вишняков С.Г., Чернявский А.О., Васильев В.А., Савченко Ю.И., Ницкий А.Ю., Иванов А.И.

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Контроль и испытания

Статья в выпуске: 3 т.23, 2023 года.

Бесплатный доступ

При возникновении автоколебаний ролика натяжной станции петленакопителя стана холодной прокатки во время эксплуатации появляются трещины на наружных поверхностях ролика. Определение причин возникновения трещинообразования и оценка остаточного ресурса ролика натяжной станции является актуальной задачей. Разработан цифровой двойник натяжной станции петленакопителя стана холодной прокатки в соответствии с классификацией Майкла Ривса и в соответствии со стандартом ГОСТ Р 57700.37-2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий». Используемые технологические параметры и диагностические данные, отраженные и сохраненные во внешней по отношению к промышленному объекту среде, представляют собой «цифровую тень». Базы данных технологических и вибрационных параметров стана и ролика натяжной станции объединены графической оболочкой. Построена численная трехмерная модель ролика натяжной станции. Определены собственные формы и собственные частоты колебаний. Нижние собственные формы, полученные расчетом, согласуются с частотами колебаний подшипниковых опор натяжного ролика, сохраненными в цифровом следе стана. На высоких частотах наблюдается смешанная форма колебаний (оболочечные колебания и изгиб полуосей), которая также имеет примерное соответствие на виброграммах цифрового следа. С использованием виртуального промышленного эксперимента связаны виброускорения и циклы нагружения подшипниковых опор натяжной станции. Численная трехмерная модель ролика натяжной станции определяет реальные нагрузки, действующие на торцовые поверхности ролика при возникновении автоколебаний натяжной станции. Информация о частоте и амплитуде колебаний позволяет рассчитать количество циклов нагружений и оценить остаточный ресурс до возникновения трещин на торцовых поверхностях ролика натяжной станции.

Еще

Стан холодной прокатки, натяжная станция петленакопителя, автоколебания, трещинообразование, многоцикловая усталость

Короткий адрес: https://sciup.org/147241794

IDR: 147241794 | DOI: 10.14529/engin230306

Список литературы Трещинообразование ролика натяжной станции петленакопителя стана тандема холодной прокатки 2000

Автоколебания натяжных станций травильного агрегата, совмещенного со станом тандемом холодной прокатки 2000 / М.Л. Краснов, П.Л. Качурин, С.Г. Вишняков и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». 2023. Т. 23, № 2. С. 61–71. DOI: 10.14529/engin230206
Bechhoefer E., Schlanbusch R., Waag T.I. Fault Detection on Large Slow Bearings // European conference of the prognostics and health management society. 2016. P. 1–8.
Bechhoefer E. Condition Based Maintenance Fault Database for Testing Diagnostics and Prog-nostic Algorithms. MFPT, 2013.
Bechhoefer E., Fang A. Algorithms for embedded PHM // 2012 IEEE Conference on Prognostics and Health Management, 2012, pp. 1–8. DOI: 10.1109/ICPHM.2012.6299539.
Health Indicator for Low-Speed Axial Bearings Using Variational Autoencoders / M. Hemmer, A. Klausen, H. Van Khang, K.G. Robbersmyr, T.I. Waag // IEEE Access, 2020, vol. 8, pp. 35842–35852. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.2974942.
Stamboliska Z., Rusiski E., Moczko P. Proactive Condition Monitoring of Low-Speed Machines. Switzerland: Springer, 2014. DOI: 10.1007/978-3-319-10494-2.
Zienkiewicz O.C., Taylor R.L., Zhu J.Z. The Finite Element Method: Its Basis and Fundamen-tals. Butterworth-Heinemann. Oxford, 2005.
Stelzmann U., Groth C., Müller G. FEM für Praktiker: Strukturdynamik: Basiswissen und Ar-beitsbeispiele zu FEM-Anwendungen der Strukturdynamik – Lösungen mit dem FE-Programm ANSYS 9/ 10; mit zahlreichen Beispielen auf CD-ROM. Expert-Verlag, 2006. 447 p.
Guido Dhondt. The Finite Element Method for Three-Dimensional Thermomechanical Applica-tions. Wiley, 2004. 340 p. DOI: 10.1002/0470021217 10. Grieves M. Digital twin: manufacturing excellence through virtual factory replication. White Paper. LLC. 2014. Р. 1–7.
Grieves M., Vickers J. Transdisciplinary Perspectives on Complex Systems. Cham: Springer, 2017. Р. 85–113. DOI: 10.1007/978-3-319-38756-7_4.
Grieves M. Product lifecycle management: The new paradigm for enterprises // International Journal of Product Development. 2005. Vol. 2(1/2). Р. 71–84.
Hicks B. Industry 4.0 and Digital Twins: Key lessons from NASA. URL: https://www.thefu-turefactory.com/blog/24
Abramovici M., Göbel J.Ch., Savarino Ph. Reconfiguration of Smart Products during their Use Phase based on Virtual Product Twins // IFIP International Conference on Product Lifecycle Manage-ment PLM. 2017. Р. 489–498. DOI: 10.1016/j.cirp.2017.04.042
Шведенко В.Н., Мозохин А.Е. Применение концепции цифровых двойников на этапах жизненного цикла производственных систем // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20, № 6. C. 815–827. DOI: 10.17586/2226-1494-2020-20-6-815-827
Царев М.В., Андреев Ю.С. Цифровые двойники в промышленности: история развития, классификация, технологии, сценарии использования // Изв. вузов. Приборостроение. 2021. Т. 64, № 7. С. 517–531.
Дозорцев В.М. Цифровые двойники в промышленности: генезис, состав, терминология, технологии, платформы, перспективы. Часть 1. Возникновение и становление цифровых двойников. Как существующие определения отражают содержание и функции цифровых двойников // Автоматизация в промышленности. 2020. № 9. С. 3–11.
Дозорцев В.М. Цифровые двойники в промышленности: генезис, состав, терминология, технологии, платформы, перспективы. Часть 2. Ключевые технологии цифровых двойников. Типы моделирования физического объекта // Автоматизация в промышленности, 2020. № 11. С. 3–11.
Петров А.В. Имитация как основа технологии цифровых двойников // Вестн. Иркут. гос. техн. ун-та. 2018. № 10 (141). С. 56–66. DOI: 10.21285/1814-3520-2018-10-56-66.
Массель Л.В., Ворожцова Т.Н. Онтологический подход к построению цифровых двойников объектов и систем энергетики // Онтология проектирования. 2020. Т. 10, № 3. С. 327–337. DOI: 10.18287/2223-9537-2020-10-3-327-337
Коровин Г.Б. Возможность применения цифровых двойников в промышленности// Вестник Забайкальского государственного университета. 2021. Т. 27, № 8. С. 124–133. DOI: 10.21209/2227-9245-2021-27-8-124-133
Боровков А.И., Рябов Ю.А. Цифровые двойники: определение, подходы и методы разработки // Цифровая трансформация экономики и промышленности: сб. тр. науч.-практ. конф. с зарубежным участием. СПб.: Политех-Пресс, 2019. С. 234–245. DOI: 10.18720/IEP/2019.3/25.
ГОСТ Р 57700.37–2021 Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. М.: Стандартинформ, 2021. 23 с.
Лаборатория Касперского, что такое цифровой след? 2022. URL: https://www.kaspersky.ru/resource-center/definitions/what-is-a-digitalfootprint. 25. Анохов И.В. Цифровая тень как инструмент для исследования отрасли // E-Management. 2022. Т. 5, № 1. С. 80–92.
Крылов И.А. Моделирование и визуализация «цифровой тени» человека на предприятиях // Вестник Российского экономического университета имени Г.В. Плеханова. 2021. Т. 5. С. 102–111. DOI: 10.21686/2413-2829-2021-5-102-111
Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок ПНАЭ Г-7-002-86. М.: Энергоатомиздат, 1989. 525 с.
ГОСТ 5520-79 Прокат листовой из углеродистой, низколегированной и легированной стали для котлов и сосудов, работающих под давлением. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1979. С. 16.
ГОСТ 25859-83 Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках. М.: Изд-во стандартов, 1983. С. 36.

Еще

Статья научная