ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТРЕНИЯ НА ПОВЕДЕНИЕ ПРОЦЕССА ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА AA2024

В данной работе исследуется влияние трения на механические и тепловые характеристики процесса горячей прокатки алюминиевого сплава AA2024 с использованием трехмерного численного моделирования методом конечных элементов в программном комплексе DEFORM-3D. Термомеханически связанная модель, основанная на законе сдвигового трения, была применена для анализа влияния различных условий трения на силу прокатки, напряжённое состояние, распределение деформаций и температуру заготовки. Результаты показывают, что сила прокатки практически монотонно возрастает с увеличением коэффициента трения, в то время как максимальное сжимающее напряжение в центральной части заготовки остается почти неизменным. Это указывает на то, что трение в основном влияет на общий уровень прокатной нагрузки за счет контактных условий, а не за счет изменения внутренних напряжений материала. Повышенное трение способствует локализации деформации в краевых зонах заготовки, что увеличивает риск возникновения дефектов, связанных с краями. Кроме того, увеличение коэффициента трения приводит к незначительному повышению температуры заготовки после прокатки вследствие усиленного тепловыделения при трении. На основании результатов численного моделирования рекомендуется использовать умеренное значение коэффициента трения в диапазоне 0,3–0,5, обеспечивающее компромисс между снижением прокатной нагрузки, равномерностью деформации и тепловыми условиями процесса. Полученные результаты могут служить практическим руководством при выборе условий трения и смазочных материалов в промышленной горячей прокатке алюминиевого сплава AA2024.