Московский технический университет связи и информатики (Москва, Россия)

В. Н. Шинкин, профессор кафедры физики, докт. физ.-мат. наук, shinkin-korolev@yandex.ru

В современной практике применяют две основные технологические схемы производства труб, различающиеся этапом подгибки кромок: схема JCOE немецкой фирмы SMS Meer (подгибка кромок выполняется до формовки основной части заготовки на прессах; процесс пошаговый и симметричный с двух сторон, что обеспечивает высокую точность геометрии кромок) и схема с трехвалковыми вальцами швейцарской фирмы Haeusler (подгибка кромок осуществляется после вальцовки листа; это необходимо для устранения недеформируемых плоских участков листа (шлицов); для такой операции используется специализированная роликовалковая кромкогибочная машина). Основные параметры, которые учитываются в физико-механическом процессе кромкогибки, – радиус кривизны нейтральной плоскости; коэффициент пружинения (учитывает упругое частичное восстановление формы листа после снятия нагрузки) и сопротивление деформации. Для подгибки кромок используют следующее технологическое оборудование – кромкогибочные прессы и трехвалковые вальцы. Кромкогибочные прессы характеризуются гидравлическим приводом, пошаговым принципом работы, симметричной деформацией кромок и возможностью регулировки радиуса подгибки. В трехвалковых вальцах лист изгибается между тремя валками. К ключевым технологическим параметрам подгибки кромки листа относятся – угол подгибки кромок (задается проектом трубы); длина подгибаемой кромки и усилие подгибки (зависит от толщины листа, модуля Юнга, пределов текучести и прочности стали). Особенности процесса – подгибка кромок может осуществляться в несколько шагов по всей длине листа одновременно с двух сторон профилированным инструментом; при использовании прессов величина плоских участков не превышает 1,0–1,5 толщины стенки листового металла, что обеспечивает высокое качество подгибки; радиус кромочной зоны критически важен – его неправильный выбор может привести к отклонению от теоретической окружности (одному из основных геометрических дефектов при производстве труб). Оптимизация процесса подгибки продольной кромки стального листа позволяет повысить герметичность сварных швов, снизить энергозатраты и увеличить ресурс труб в ходе эксплуатации. В данной работе построена новая математическая модель расчета подгибки кромок стального листа на кромкогибочном прессе с профилем контактной поверхности матрицы – арифметическая спираль Архимеда.

1. Шинкин В. Н. Механика сплошных сред для металлургов. – М. : МИСиС, 2014. – 628 с.
2. Шинкин В. Н. Подгибка кромок стального листа на прессе с поверхностью матрицы второго порядка (эллиптический цилиндр) // Черные металлы. 2026. № 3. С. 45–49.
3. Zhang Z. Modeling and simulation for cross-sectional ovalization of thinwalled tubes in continuous rotary straightening process // International Journal of Mechanical Sciences. 2019. Vol. 153. № 2–3. P. 83–102.
4. Permiakov I. L. Methods of increasing the geometric accuracy of welded seams of large-diameter straight-seam pipes // Metallurgist. 2025. Vol. 69. № 8. P. 1192–1197.
5. Hwang Y. M., Wang G. Y., Tsui H. S. R. Roller plunge schedule design and finite element analysis on roller flattening of metal sheets // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2025. Vol. 141. P. 2863–2875.
6. Belskiy S. M., Samsonov S. M. On the measure of nonflatness of rolled strips and sheets //. Metallurgist. 2025. Vol. 69. № 2. P. 212–217.
7. Kuo S. K., Ou Y. L., Wang D. A. An analytical model for stress and curvature prediction of a strip leveling process // Metals. 2022. Vol. 12. Article ID 757.
8. Wang X., Zhu X., Han P. Calculation model of residual stress during quenching and straightening of high-strength plate // Advanced Engineering Sciences. 2021. Vol. 53. № 3. P. 166–172.
9. Sun J. L., Li K., Sun M. Q., Lu X. H., Peng Y. Longitudinal profiled plate straightening process based on curvature integral method // Journal of Iron Steel Research International. 2021. Vol. 28. P. 291–302.

10. Belsky S. M., Usachev M. A., Samsonov S. M. Cubic parabola coefficients for CVC machine roll profiling // Steel in Translation. 2026. Vol. 56. № 3. P. 296–300.
11. Shinkin V. N. Analytical dependence of relative elongations on normal stresses at elastic-plastic stretching of bimetallic beam with transverse connection of metals // CIS Iron and Steel Review. 2026. Vol. 31. P. 61–71.
12. Budnikov A. S., Zhigulev G. P., Fadeev V. A., Sidorova T. Y. Calculation of kinematic characteristics of metal forming processes in lagrangian coordinates // CIS Iron and Steel Review. 2026. Vol. 31. P. 35–39.
13. Polunin D. S., Belskii S. M. Opportunities for the development of highstrength steels in cold rolling mills // Steel in Translation. 2025. Vol. 55. № 5. P. 525–529.
14. Feoktistov S. I., Andrianov I. K. Analytical description of the Bauschinger effect using experimental data and the generalized Masing principle // Materials Physics and Mechanics. 2024. Vol. 52. № 1. P. 49–59.
15. Gui H., Li Q., Huang Q. The influence of Bauschinger effect in straightening process // Mathematical Problems in Engineering. 2015. Article ID 612840.