Хочу отметить, что поиск решения поставленных задач – очень важный этап научной работы. Но ещё более важной частью работы является постановка задач, их правильная формулировка.
Указанная статья Тимошенко подсказала мне путь аналитического решения задачи, за которую я взялся. Но попытка решения задачи в общем виде привела к огромным сложностям. В частности, у меня получилась система нелинейных уравнений, каждое из которых занимало несколько страниц. В дальнейшем я значительно упростил задачу и применил численное решение., точность которого значительно превышала требования практики. Для решения я воспользовался первой в нашем институте ЭВМ «Проминь». Чтобы оценить степень «совершенства» этой ЭВМ, можно указать, что в неё можно было ввести всего 100 команд. Каждой команде соответствовал штырь определённой формы, который нужно было вставить в соответствующее гнездо. Свою задачу я решал методом последовательных приближений. Для первого приближения я отбрасывал нелинейную часть и решал систему линейных уравнений, а при втором приближении вычислял величину нелинейной части, вводил поправку и снова решал систему, и так далее до получения необходимой точности. ЭВМ выдавала решение по каждой точке за несколько минут. Дисплея на этой ЭВМ не было. Результаты печатались на узкой бумажной ленте специальным принтером. Кстати, хочу отметить, что первый опыт работы на электронных вычислительных машинах я получил в 1965 году. Работая в ПКТИ, я выполнял какие-то расчёты на ЭВМ «МИР». Эта ЭВМ имела электрическую пишущую машинку, печатающую не только цифры, но и буквы. Однажды я ввёл неполные исходные данные, и машина мне напечатала: «Нет памяти». Тогда это меня поразило – машина со мной разговаривала! В ПКТИ имелась также аналоговая вычислительная машина, позволяющая моделировать многие явления, описываемые дифференциальными уравнениями. Я воспользовался этой машиной при выполнении дипломного проекта во втором институте. Хочу отметить, что аналоговые ЭВМ сейчас незаслуженно забыты. А ведь они намного проще цифровых и позволяют получать решение с достаточной для практических нужд точностью. Причём это решение показывает нужный параметр в динамике, то есть в процессе любого изменения исходных данных.
Полученное на «Промине» решение было стержнем теоретической части диссертации. Но всякая диссертация должна иметь практическое воплощение идей автора. Таким практическим приложением моих идей была разработка нового инструмента и улучшенной технологии прокатки, обеспечивающие производство труб повышенной точности. Практическая реализация идеи заняла гораздо больше времени, чем разработка теории. Защита диссертации состоялась только в 1972 году.
Параллельно с теоретическим решением поставленной задачи я задумал экспериментально проверить распределение удельных давлений в очаге деформации при горячей поперечно-винтовой прокатке труб, т.е. то, что положено в основу уравнений, которые я решал в теоретическом разделе. В технической литературе имелись экспериментальные данные по некоторым видам листовой прокатки. В литературе не было данных по давлениям при поперечно-винтовой прокатке. К тому же горячая деформация (температура металла 1200 градусов) служит почти непреодолимым препятствием для таких экспериментов. Я придумал, как можно преодолеть эту трудность. Во-первых, я смог достать провода, покрытые термостойкой изоляцией. В Днепропетровске имеется режимный завод «Южмаш», на котором были самые современные материалы и оборудование. На рынке в городе можно было купить почти любые детали с этого завода. Рассказывали, что там можно было по частям купить ракету, главное, чтобы дома было место, где её собрать. Там я купил провода, необходимые для термостойких выводов от датчиков давления. Во-вторых, я прокатывал короткие заготовки, в связи с чем контакт датчиков давления с горячим металлом продолжался всего несколько секунд, и датчик не успевал сильно нагреться и выйти из строя. Расшифровка сигналов датчиков удельного давления показала, что закон изменения давления в очаге деформации, заложенный в уравнения, которые я решал - правильный. Для иллюстрации я привожу в приложении фотографию моей экспериментальной установки. На ней виден наш небольшой стан поперечно-винтовой прокатки, два тензометрических усилителя и три шлейфовых осциллографа.
Таким образом, в диссертационной работе я предложил и теоретически обосновал новую калибровку валков трубопрокатного стана, обеспечивающую повышенную точность бесшовных труб, а также выполнил эксперименты, подтвердившие теоретические основы предложенной калибровки.
Свободное копирование
