Position: Head of the Department of Metallurgical Equipment of Zaporizhia National University

Scientific title, scientific degree: doctor of technical sciences, senior researcher

Grantee: Zaporizhzhya National University

City: Zaporozhye, Ukraine



"Controversial provisions and contradictions of the modern theory of rolling"


"Friction and the nature of rolling forces"


The purpose of the message is to highlight and systematize the primary causes (within the section: "Friction and the nature of rolling forces") that generate contradictions, establish a causal relationship between them and develop proposals to minimize controversial provisions.

The topic of controversial provisions and contradictions of the modern rolling theory, being not new, has not lost its relevance, acuteness, and controversy. Confirmation is the publication of recent years [1-5] *. The earlier works A.I. Tselikova, I.M. Pavlova, V.N. Vydrin and other authors. The actively developing methods of computer modeling, due to the lack of sufficiently complete information about the physical side of the process, do not sufficiently consider the features of the real process. For this reason, the results of computer modeling of the rolling process do not always evoke a positive assessment, for example, the author [2], noting the promising nature of modern methods, asserts the following about their results: “Experimental methods are being forgotten, in many theoretical studies of rolling they unacceptably simplify the physical essence of the process, use models that are far from the real rolling process. The only result of such research can only be information noise”. Modern approaches to computer modeling of rolling processes are in the direction of improving the mathematical apparatus, in the search and creation of successful formulations of conditions, for example, incompressibility and impermeability. At the same time, insufficient attention is paid to the formulation of the problem, testing the model and the results of modeling, experimental studies are not involved for these purposes. The basis of any theoretical solution is the correctly designated initial conditions, and in this regard, the statement of I. Ya. Tarnovsky and the authors of the work [6, p. 158]: "... the specified accuracy of the mathematical solution of the problem should not exceed the accuracy of the theory on which this solution is built and the accuracy of the formulation of the boundary conditions ...". The authors of [6] cite their statement since the theory of rolling contains in many respects a phenomenological basis, which is not always and insufficiently reflected in the formulations and solutions of theoretical problems. Statement by I.Ya. Tarnovsky and the authors of [6] should be understood as a statement that the statement of the problem should be more accurate than the solution.

The rolling process is based on friction and a prerequisite for the successful solution of a theoretical or applied rolling problem is a successful choice and use of the available scientific achievements in the field of plastic friction. Many contradictions originate in various approaches to such fundamental concepts: the peculiarities and laws of plastic friction; the relationship between external and internal friction; applicability to the rolling process of laws, conditions, and models of friction; coefficient and / or index of friction. General laws of plastic friction, suitable for solving a wide class of problems in the theory of rolling, have not been identified. This is evidenced by the difference of views [7-9], controversial and directly opposite points of view [10-19]. There are different points of view on the nature of external friction during rolling; the applicability of the laws and models of friction is perceived differently [11-16, 18-24]. Unity of opinions on the issues of contact interaction has not been achieved, moreover, the discussion is sometimes acutely debatable [11-14, 18, 19]. According to one of the authors of the discussion [14, p. 27]: "... in the understanding of plastic friction, strong differences are still possible." The lack of consensus on the main provisions of plastic friction complicates the solution of problems, makes their results ambiguous in their assessments. The ambiguity of views on the nature of plastic friction, in turn, gives rise to controversy in matters of force and kinematic interaction of metal with rolls [1, 3, 4, 25-28]. There are serious differences in the explanations of the nature of the advance, starting with the first works [29] and in subsequent [28, 30-37], in the concepts of the nature of adhesion [38-41], their relationship with other parameters [4, 27, 31, 33, 39, 42-52]. Recently, publications began to appear, which provide information on cases of stable manifestation of negative advancing [53-56].

Moreover, some explanations for its occurrence do not agree with the existing principles of the formation in the usual (positive) sense. A new kinematic feature of the rolling process, according to the authors of [40, 57, 58], is the presence of one more neutral section in the deformation zone. All the above applies to simple cases, which are even more undisclosed in terms of kinematics and the relationship with deformation parameters is becoming more complex cases, for example, rolling in calibers.


Attachments (separate PDF files):

[1] * - Oginsky Y.K. Controversial provisions and contradictions of the modern theory of rolling. Plastic deformation of metals: Collective monograph. - Dnepropetrovsk: Accent PP, 2014.S. 131-141.

[2] - Presentation of the message "Controversial provisions and contradictions of the modern theory of rolling", section: "Friction and the nature of forces during rolling"


1. * The references indicated in the text of the annotation refer to the list of references of the work [1]

2. Annotation in its content is part of the text of the work [1]).

Supplication, wishes and recommendations:

1. I ask all participants of the seminar to familiarize themselves with the appendices [1, 2].

2. I recommend printing the article [1] and presentation [2] for use during the workshop.

3. The topic of the seminar is debatable and therefore I ask all the participants of the seminar to prepare.

Best regards, Y.K. Oginsky

Приднепровский научный семинар «Обработка металлов давлением»


«Самая большая роскошь на свете

это роскошь человеческого общения»

Антуан Де-Сент Экзюпери



Тема доклада:

«Спорные положения и противоречия современной теории прокатки»


«Трение и природа сил при прокатке»



Целью сообщения является освещение и систематизация первичных причин (в рамках раздела: «Трение и природа сил при прокатке»), порождающих противоречия, установление причинно-следственной связи между ними и выработка предложений по минимизации спорных положений.

Тема спорных положений и противоречий современной теории прокатки, будучи не новой, не утратила своей актуальности, остроты и дискуссионности. Подтверждением являются публикации последних лет [1-5]*. К числу более ранних относятся работы А.И. Целикова, И.М. Павлова, В.Н. Выдрина и других авторов. Активно развивающиеся методы компьютерного моделирования по причине отсутствия достаточно полных сведений о физической стороне процесса не учитывают в достаточной мере особенности реального процесса. По этой причине результаты компьютерного моделирования процесса прокатки не всегда вызывают положительную оценку, например, автор [2], отмечая перспективность современных методов, по поводу их результатов утверждает следующее: «Экспериментальные методы предаются забвению, во многих теоретических исследованиях прокатки недопустимо упрощают физическую сущность процесса, используют модели, далекие от реального процесса прокатки. Единственным результатом подобных исследований может быть лишь информационный шум». Современные подходы к компьютерному

моделированию процессов прокатки заключаются в направлении совершенствования математического аппарата, в поиске и создании удачных формулировок условий, например, несжимаемости и непроницаемости. При этом недостаточное внимание уделяется постановке задачи, тестированию модели и результатов моделирования, не привлекаются для этих целей экспериментальные исследования. Основой любого теоретического решения является корректно обозначенные начальные условия и в этой связи весьма актуальным продолжает оставаться высказывание И.Я. Тарновского и авторов работы [6, с. 158]: «…заданная точность математического решения поставленной задачи не должна превосходить точности теории, на которой построено это решение и точности формулировки граничных условий…». Авторы [6] приводят свое высказывание по причине того, что теория прокатки содержит во многом феноменологическую основу, которая не всегда и недостаточно полно бывает отражена в постановках и решениях теоретических задач. Высказывание И.Я. Тарновского и авторов работы [6] следует понимать как утверждение, что постановка задачи должна быть точнее, чем решение.

Процесс прокатки построен на трении и необходимым условием успешного решения теоретической или прикладной задачи прокатки является удачный выбор и использование имеющихся научных достижений в области пластического трения. Многие противоречия берут свое начало в различных подходах к таким основополагающим понятиям: особенности и закономерности пластического трения; взаимосвязь внешнего и внутреннего трения; применимость к процессу прокатки законов, условий и моделей трения; коэффициент и/или показатель трения. Общие закономерности пластического трения, пригодные для решения достаточно широкого класса задач теории прокатки, не выявлены. Об этом свидетельствует различие взглядов [7-9], дискуссионность и прямо противоположные точки зрения [10-19]. Существуют различные точки зрения на природу внешнего трения при прокатке, по-разному воспринимается применимость законов и моделей трения [11-16, 18-24]. Единство мнений по вопросам контактного взаимодействия не достигнуто, более того, обсуждение порой носит острый дискуссионный характер [11-14, 18, 19]. По мнению одного из авторов дискуссии [14, с. 27]: «…в понимании пластического трения все еще возможны сильные различия». Отсутствие единства мнений по основным положениям пластического трения усложняет решение задач, делает их результаты неоднозначными в оценках. Неоднозначность взглядов на природу пластического трения, в свою очередь порождает дискуссионность в вопросах силового и кинематического

взаимодействия металла с валками [1, 3, 4, 25-28]. Существуют серьезные различия в объяснениях природы опережения, начиная с первых работ [29]

и в последующих [28, 30-37], в представлениях о природе прилипания [38-41], их взаимосвязи с другими параметрами [4, 27, 31, 33, 39, 42-52]. В последнее время стали появляться публикации, в которых приводятся сведения о случаях устойчивого проявления отрицательного опережения [53-56].

Причем некоторые объяснения его возникновения не согласуются с существующими принципами образования опережения в привычном (положительном) значении. Новым кинематическим признаком процесса прокатки, по мнению авторов [40, 57, 58], является наличие еще одного нейтрального сечения в очаге деформации. Все вышесказанное относится к простым случаям, еще более нераскрытыми в части кинематики и взаимосвязи с деформационными параметрами становятся более сложные случаи, например, прокатка в калибрах.


Приложения к аннотации (отдельные файлы PDF):

[1]* – Огинский И.К. Спорные положения и противоречия современной теории прокатки. Пластическая деформация металлов: Коллективная монография. – Днепропетровск: Акцент ПП, 2014. С. 131-141;

[2] – Презентация сообщения «Спорные положения и противоречия современной теории прокатки», раздел: «Трение и природа сил при прокатке»»



1. *Ссылки, указанные в тексте аннотации, относятся к списку литературы работы [1]

2. Аннотация по своему содержанию является частью текста работы [1]).

Просьбы, пожелания и рекомендации:

1. Прошу всех участников семинара ознакомиться с приложениями [1, 2].

2. Рекомендую распечатать статью [1] и презентацию [2] для использования их во время работы семинара.

3. Тема семинара дискуссионная и поэтому прошу всех участников семинара подготовиться.


С уважением, И.К. Огинский