A new approach for the analysis of hot rolling is proposed using hydrodynamic theory. Working material is considered as a viscous fluid at the elevated temperature in hot forming. In this study, the material moving through the roll gap is assumed to be a power-law fluid.
Two-dimensional equations of lubrication are derived from equation of motion, constitutive equation by perturbation approach. Then, the distributions of velocity and pressure are computed from the derived equations. Force, moment and power required in hot rolling are thus obtained. The theoretical computations are compared with the reported experimental results. It is found that the theoretical predictions are in good agreement with the experimental results and the assumed model is acceptable for the engineering purpose.
열간 압연을 하는 경우에 속도분포, 압력분포, 하중, 모멘트, 힘의 소모등을 계산한다. 온도가 높은 경우 압연물질을 Powerlaw fluid로 보고 연속 방정식과 운동 방정식으로 부터 섭동법에 의해 흐름을 지배하는 방정식을 만들었다. 그러나 여기서는 그 제1차 근사 방정식 (윤활 방정식) 만을 푼다.
고온에서 성형을 하는 경우 성형되는 물질의 응력과 변형과의 관계는 실험적으로 Power-law fluid와 형태가 유사하므로 성형되는 물질을 Power-law fluid 로 보고 지수 n의 변화에 따른 계산을 한다.
n이 증가하면 힘, 모멘트, 힘의 소모등이 증가하나, n의 영향보다 단면 감소율 δ의 영향이 더 크다. 특히 중립면의 위치는 n에 의해서는 거의 변함이 없고 δ에 의해 결정된다. 힘, 모멘트는 두께가 적을수록 속도의 영향을 받게된다. 알루미늄, 구리, 철, 듀랄루민 등의경우 압축 시험과 비틂시험등에 의해 결정된 상수를 이용하여 계산한 결과는 현재까지 발표된 열간 압연 실험치와 30% 이하내에서 일치한다.
