热轧带钢精轧过程高精度轧制力预测模型

轧制力模型的计算精度直接影响热轧带钢厚度控制精度,目前大多数轧制力模型都把轧制压力分解成应力状态影响系数和变形抗力的乘积.选用与西姆斯公式吻合较好美坂佳助公式作为应力状态影响系数模型,并考虑残余应变的影响,建立了高精度轧制力预测模型.分析了残余应变对普碳钢和合金钢轧制力的影响,给出了带钢热连轧机组残余应变工程计算方法.现场应用结果表明,该轧制力模型具有较高的预测精度,可以满足在线要求.     

基于神经网络与线性回归的轧制力预报

通过将SIMS轧制力计算公式进行相应简约化处理,避免了模型软件在该公式计算时的重复迭代求解,缩短了计算时间,因此更适合在线软件计算.利用现场实际生产数据反向回归出变形抗力模型中的系数,提高了模型中系数的准确性.用神经网络对变形抗力与应力状态系数的乘积加以修正,进一步提高了轧制力预报的精度.预测结果与实测数据比较表明,轧制力预报误差基本在±5％以内,满足了轧制力预报的精度要求.     

厚规格钢板差厚轧制数值模拟与工艺研究

基于ABAQUS有限元软件,采用显式动力学算法对厚规格钢板三维常规轧制与差厚轧制热力耦合过程进行模拟仿真,获得差厚轧制变形区金属流动与应力、应变分布规律,研究常规轧制与差厚轧制在轧制过程中轧制力与轧制力矩的变化规律,分析差厚轧制对于轧制过程钢板咬入条件的改善.差厚轧制试验结果表明,制定合理的差厚轧制工艺,可以克服厚板坯轧制时的咬入限制,减小头部冲击造成的力矩峰值的影响,增加厚规格钢板心部变形的渗透,在一定程度上可以改善变形均匀性和组织均匀性.     

异步交叉轧制变形区应力分布特征

分析了异步交叉轧制变形区轧件的受力状态和金属流动特性,采用三维有限差分法对异步交叉轧制下轧件在变形区的应力分布特征进行了三维解析。表明：异步交叉轧制变形区的显著特征是忆件受到纵横双向剪切变形作用,异步比和交叉角的综合作用促使变形应力分布得以均化,这是异步交叉轧制能够显著提高板形控制力并降低轧制能耗的内在原因。     

带钢热连轧过程轧制力有限元模拟

应用DEFORM-2D软件对带钢热连轧过程的轧制力进行了有限元模拟,并与宝钢轧制力模型进行了比较。模拟结果表明,有限元模型计算的轧制力与现场实测数据接近,且计算精度高于宝钢轧制力模型,该模拟对现场轧制工艺参数的调整优化有重要的参考价值。     

辊型对半固态变形影响的三维有限元分析

采用多孔材料的几何模型，利用MARC有限元软件对弹簧钢60Si2Mn半固态轧制过程进行了三维有限元模拟，分析了在平辊和孔型轧制条件下的应力、应变场。在孔型中轧制，轧件变形区横截面上应力、应变场分布均匀。模拟结果与实验结果相吻合，说明半固态材料适合在孔型中轧制。     

轧制织构的计算机模拟

分析了金属轧制变形的模拟过程,提出了新的形变模型(PC模型)。PC模型修正了多晶体内各晶粒变形时的切变边界条件,允许各种切变在变形过程中部分存在,从而使模拟更接近实际晶体变形过程。与多晶铝轧制织构的比较表明,PC模型能更好地表达轧制过程中面心立方金属各晶粒取向,在取向空间内的流动倾向及最终稳定位置。     

2800 mm中厚板轧机轧制力模型研究

在考虑温度场对轧制力能参数影响的条件下,利用ANsYs软件对热轧板带的塑性变形过程进行了力能参数的计算,并由此获得2800mm轧机轧制压力的计算模型.经在武钢2800mm轧机生产现场实测大量数据,进-步完善轧制力模型,使之具有良好的计算精度.     

基于神经网络的冷连轧机轧制力预报模型

为了提高冷连轧机轧制力预报精度，提出一种解析数学模型结合神经网络校正模型的计算方法，建立冷连轧机轧制力预报模型。采用径向基函数的局部映射和全局线性映射相结合的神经网络校正模型求解带钢变形抗力和轧制变形区的摩擦因数；并采用轧制变形区离散化方法分析轧制变形区内张力、摩擦力及金属变形抗力等在带钢轧制方向上的分布规律，从而建立轧制力在线计算数学模型。现场实测数据离线仿真结果表明，采用此基于神经网络的冷连轧机轧制力预报模型预测轧制力，其预测误差小于8．9％，此模型能用于指导生产实践。     

椭圆孔型轧制合金钢方坯三维弹塑性有限元模拟

为设计安全合理的合金钢椭圆孔型系统，采用三维热力耦合弹塑性有限元模拟仿真技术，超前再现了合金钢方坯在椭圆孔型中金属的三维流动过程并获得了轧制力及力矩等重要参数的变化规律．结果表明：表面和心部金属沿轧制方向流动速率的不同导致合金钢方坯端部横断面产生凹形；轧制力和轴向力及轧制力矩和径向力矩具有相似的变化趋势，即咬入和抛钢阶段其值变化较大而稳定轧制阶段变化较小．     

基于遗传规划的中厚板轧制力矩的非线性回归

研究热轧中厚板轧制力矩的计算方法. 运用遗传规划法分析中厚板轧制过程的现场数据,找出与轧制力矩密切相关的因素,将其作为自变量生成函数表达式,体现轧制力矩的变化规律,得出轧制力矩非线性回归计算模型和相关参数, 并完成了算法设计和编程实验. 实验结果表明,计算值与实测值的平均相对误差为6.23%. 该模型已应用于临汾钢铁公司2800mm中厚板的轧制生产中.     

轧制过程的显式动力学有限元模拟

分析了显式动力学弹塑性有限元方法的计算过程,并用其对平板轧制问题进行了模拟计算·模拟时轧辊采用刚性材料模型,轧件采用双线性强化材料模型,轧件具有一定的初始速度并向辊缝运动,咬入后靠摩擦完成轧制过程·通过模拟计算,得出咬入、稳定轧制和抛钢阶段整个轧制过程的应力应变场·将板宽对称中心线轧制压力分布的计算结果与实验值进行对比,表明计算结果准确·另外通过对计算结果进行分析还可以得出,在稳定轧制阶段存在弹性预变形区、塑性变形区和弹性恢复区;轧制压力沿接触面的分布在入口和出口的变化梯度较大,中间区域的变化梯度较小·     

高速轧机工作界面的负阻尼特性

轧制界面作为轧制过程的工作界面,其动力学特性对轧机振动有决定性影响.作者分析了动态情况下轧制界面上的金属塑性流动、界面摩擦学、工作辊运动等行为机理及其耦合特性;通过研究工作辊振动对界面润滑膜厚的影响以及界面动态摩擦学行为对金属塑性流动的影响,建立了轧制界面的动力学模型,并对轧制界面的阻尼特性进行了数值仿真.研究结果表明在混合润滑条件下,轧制界面因润滑膜厚动态变化可产生负阻尼,界面阻尼的大小与轧制工艺、轧辊表面状态、润滑剂特性等参数密切相关,为解释轧机自激振动机理、控制或消除轧机颤振提供了理论基础.     

冷轧过程中的混合润滑特性

基于Christensen的表面粗糙峰分布假设,以轧制理论、流体力学理论为基础建立了考虑表面粗糙度的冷轧混合润滑模型,并提出了混合润滑摩擦状态约束关系式用来判别摩擦状态.对不同条件下油膜厚度、接触面积比、压应力及摩擦应力分布情况进行了仿真分析.结果表明:随着压下率的增加,油膜变薄、界面接触面积比增加、应力增大;同时,表面粗糙度对界面接触面积比及应力分布有较大影响,粗糙度增加,界面接触面积比增加,压应力及摩擦应力均增加.较高的润滑液黏度或轧制速度可以有效地降低轧制界面摩擦力及轧制力.     

H型钢轧制过程的计算机仿真

为解决H型钢轧制缺陷问题，用塑性有限元软件建立了H型钢的轧制模型，模拟了轧制过程，并用热力耦合法分析了轧件的变形和金属流动情况和腹板的轧制力分布。仿真结果与实测数据基本吻合。     

平辊薄件轧制的刚塑性有限元计算

本文用钢塑性有限元方法,对平辊同步和异步薄件轧制进行了计算,求出力能参数、速度场和应力应变场,并对二者加以比较。之后,又对异步轧制的特征进行了分析。     

辊环轧辊的应力分析

给出了辊环轧辊在轧制过程中受到装配应力、热应力和轧制应力的求解式及计算值，并分析了辊环在工作中所受的应力。表明在一定的装配应力下，为保护辊环的使用寿命，轧制应力与热应力值的变化趋势相反。同时批出辊环使用寿命应注意的问题。     

基于数值积分与功率损耗测试的冷轧电机功率模型

为提高冷轧电机功率的计算精度,提出了一种新型的电机功率在线计算模型,模型中将电机功率分为轧制功率和机械功率损耗.其中,轧制功率采用基于简易有限元的数值积分方法计算获得,而电机机械功率损耗采用实验测试回归方法获得.基于本文设计的测试方案和模型结构,通过对某1 450 mm五机架冷连轧机组的现场测试,回归得到了功率损耗模型中的系数,并将其应用到了该机组中.现场实际应用表明该电机功率模型的计算偏差可控制在±5%以内,证明该模型具有较高的计算精度,符合现场控制要求,具有广泛的应用前景.     

板带钢头部翘曲的有限元分析

为了减轻轧件头部翘曲给轧制过程带来的影响,根据现场轧制工艺,采用弹塑性有限元法建立了三维非对称轧制有限元模型.利用该模型分析热轧板带钢生产过程中轧件头部翘曲的产生机理,并研究了不同轧制工艺下的辊速比、上下表面温差、不同摩擦系数对轧件头部翘曲的影响规律.结果表明,随着压下量的增大,轧件头部翘曲量的增大趋势减缓,采用不同的配辊方案(异径比)可控制其头部翘曲的现象.     

棒材切分轧制过程中三维弹塑性有限元模拟

采用三维弹塑性有限元法对棒钢三线切分轧制过程的金属变形区进行了模拟。通过建立数学模型和计算，对切分轧件的变形特征、应力与应变进行了分析，提出了预切孔金属流动变形的稳定性问题。如果预切孔内轧件的变形过大，切分楔附近的金属网格发生了很大的扭曲畸变，造成变形不均匀和金属的流动不稳定。根据模拟分析的结果，设计了直径为Φ12mm带肋钢筋的三线切分孔型系统，轧制生产实验结果表明：采用优化的新切分孔型系统进行生产，提高了轧机的生产率，改善了产品质量。