冷轧过程中的混合润滑特性-东北大学.PDF

第３５卷第７期 东 北 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版 ） Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．７ ２０１４年 ７月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｊｕｌ．２０１４ 　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－３０２６．２０１４．０７．０２１ 冷轧过程中的混合润滑特性 付　括，臧　勇，郜志英 （北京科技大学 机械工程学院，北京　１０００８３） 摘　　　要：基于Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎ的表面粗糙峰分布假设，以轧制理论、流体力学理论为基础建立了考虑表面粗 糙度的冷轧混合润滑模型，并提出了混合润滑摩擦状态约束关系式用来判别摩擦状态．对不同条件下油膜厚 度、接触面积比、压应力及摩擦应力分布情况进行了仿真分析．结果表明：随着压下率的增加，油膜变薄、界面 接触面积比增加、应力增大；同时，表面粗糙度对界面接触面积比及应力分布有较大影响，粗糙度增加，界面接 触面积比增加，压应力及摩擦应力均增加．较高的润滑液黏度或轧制速度可以有效地降低轧制界面摩擦力及 轧制力． 关　键　词：轧制；界面；混合润滑；接触面积比；应力分析 中图分类号：ＴＨ１１７　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００５－３０２６（２０１４）０７－１００５－０６ ＭｉｘｅｄＬｕｂｒｉｃａｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣｏｌｄＲｏｌｌｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓ ＦＵＫｕｏ，ＺＡＮＧＹｏｎｇ，ＧＡＯＺｈｉｙｉｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ． Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＺＡＮＧＹｏｎｇ，Ｅｍａｉｌ：ｙｚａｎｇ＠ｕｓｔｂ．ｅｄｕ．ｃｎ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅａｓｐｅｒｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓｏｆＣｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎａｎｄｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆ ｒｏｌｌｉｎｇａｎｄｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ，ａｍｉｘｅｄｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｗａｓｓｅｔｕｐｆｏｒｃｏｌｄｒｏｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｗｈｉｃｈ ｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｓｔａｋｅｎｉｎｔｏｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍｉｘｅｄｆｉｌｍｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｒｅｌａｔｉｏｎｗａｓ ａｌｓｏｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｊｕｄｇｅｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｆｉｌｍｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｃｏｎｔａｃｔａｒｅａｒａｔｉｏ， ｐｒｅｓｓｕｒｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎｓｔｒｅｓｓｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｕｓｉｎｇｔｈｉｓ ｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｌａｒｇｅｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎａｔｈｉｎｎｅｒｆｉｌｍｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｌａｒｇｅｒｃｏｎｔａｃｔ ａｒｅａｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅａｎｄｈｉｇｈｅｒｓｔｒｅｓｓ．Ｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｗａｓｓｈｏｗｎｔｏｈａｖｅａｐｒｏｎｏｕｎｃｅｄ ｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｃｏｎｔａｃｔａｒｅａｒａｔｉｏａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ａｓｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔａｒｅａｒａｔｉｏ，ａｓｗｅｌｌａｓｐｒｅｓｓｕｒｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎｓｔｒｅｓｓ，ｗｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅ．Ｈｉｇｈｅｒｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｌｕｂｒｉｃａｎｔｏｒｒｏｌｌｓｐｅｅｄｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｆｏｒｃｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｌｌｉｎｇ；ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ；ｍｉｘｅｄｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ；ｃｏｎｔａｃｔａｒｅａｒａｔｉｏ；ｓｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓ