H型钢万能轧制力计算方法

基于分离腹板和翼缘相互影响的思路建立2种特殊的H型钢万能轧制模型.通过研究不同延伸比和面积比条件下水平辊、立辊轧制力与平板轧制的关系,总结归纳出H型钢万能轧制力计算公式,并用其他规格道次的H型钢轧制力进行对比验证.研究结果表明:在相同的面积比条件下,随着腿腰延伸比λ的增大,水平辊轧制力减小,立辊轧制力增加;随着翼缘或者腹板面积的减小,不同延伸比情况下的水平辊中间位置轧制力和立辊轧制力分别收敛于1个稳定值;该H型钢轧制力计算公式能较好地反映不同工艺参数下轧制力的变化趋势;水平辊轧制力公式计算结果与有限元模型计算结果的最大相对误差为16.7％,与实测值的相对误差为3.4％;立辊轧制力公式计算结果与有限元模型计算结果的最大相对误差为8.7％,与实测值的相对误差为4.4％.     

考虑轧辊和轧件弹性变形时冷轧薄板接触弧长的确定及轧制压力计算

本文在计算冷轧薄板接触弧长度和轧制压力时,不仅考虑轧辊弹性变形,而且也考虑轧件弹性变形。把变形区分为入口弹性区、塑性区和出口弹性区。应用弹性力学基本方程、塑性条件和平板压缩理论导出了入口弹性区和出口弹性区单位宽度轧制力公式及塑性区平均单位压力公式。应用弹性接触理论和变形区的几何关系导出了计算冷轧薄板接触弧长度公式。最后给出了考虑轧辊和轧件弹性变形时计算冷轧薄板的总的轧制力公式。本文公式比目前广泛采用的Bland—Ford公式和M.D Stone公式简便,不用迭代和查表能直接计算出接触弧长度和轧制压力,因此计算精度较高。不仅适用于一般工程计算,而且也能为在线控制的电子计算机提供较为精确的轧制力数学模型。     

冷轧钢基复合材料轧制力能参数研究

在实验的基础上,提出冷轧钢基复合材料的轧制力计算模型,并由此推导冷轧钢基复合材料的轧制力计算公式.采用该公式计算出的轧制力与实验值基本符合.     

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.     

存在滑动时热轧轧制压力的实用统一计算公式

本文考虑轧辊和轧件之间的摩擦对轧制压力计算的影响,根据Siebel的摩擦丘假设和W.Kerth的(?)锻附加力假设,利用滑移线场理论和Orowan—Pascoe方法,推导出了存在滑动时热轧轧制压力的实用统一计算公式,可方便地应用于工程计算。     

热连轧机轧制力成比例负荷分配的CLAD算法

为了实现热连轧精轧机组负荷分配的在线优化设定,提出一种轧制力成比例负荷分配的新算法CLAD算法(change load ratio by adjusting draft).其要点是通过调整压下量的偏差来使当前轧制力与目标轧制力的偏差最小化.根据轧制力成比例原则建立非线性方程组,结合假设条件,将系数矩阵简化为对角阵,经数学推导给出了新算法的迭代公式和收敛条件.提出一种经验插值法确定初始值,使得负荷分配迭代计算能快速收敛.对宝钢典型轧制案例的模拟计算验证了新算法具有计算速度快、收敛性好等优点,可用于在线计算.     

板带轧制过程考虑滑动与粘着摩擦的轧制力模型

将轧制变形区分为滑动摩擦区和粘着摩擦区,得到适用于带钢热轧过程的改进卡尔曼(KARMAN)微分方程,给出轧制力数值计算公式。结合变形区入口与出口的边界条件,采用龙格-库塔(Runge-Kutta)法交替求解前滑区与后滑区的单位压力分布,2个接触弧角相交处就是中性点,通过对单位压力与摩擦应力进行数值积分得到轧件的轧制力,再根据希齐柯克(Hitchcock)公式迭代计算多次得到最终轧制力。最后,分析新型轧制力模型应用于热连轧机组面临的问题,给出热轧过程摩擦因数对单位压力分布与轧制力的影响规律,并通过布伦特(Brent)方法实现对热轧过程摩擦因数的软测量,指出摩擦因数在1个轧制周期内的演变规律,为热连轧过程摩擦因素在线模型的建立与新型数值轧制力模型的在线应用提供参考。     

基于条元法的异步轧制金属三维塑性变形分析

采用条元法分析了异步轧制条件下金属在变形区内的变形情况,建立了适用于异步轧制的轧制压力公式及中性点坐标公式,并在计算摩擦力时考虑了粘着区的存在。通过仿真分析,得到了异步轧制条件下变形区内摩擦力的分布规律及应力、应变的分布规律,最后分析了不同速比对等效应力的影响以及不同入口厚度对轧制压力的影响。     

冷轧板材接触弧长度的确定及轧制力计算

本文从轧辊和轧件的弹性变形出发,提出一个简便而精确的接触弧长度计公算式。在此基础上又提出了简便而又较为精确的轧制压力计算方法——图表法和解析法(简化公式)。并又提出一个考虑轧辊辊身端部弹性接触压力的铝箔轧制压力计算公式。上述公式不仅为一般工程计算提供了方便的条件和较为符合实际的结果,并为电子计算机控制提供简便而又较为精确的轧制压力数学模型,对提高轧制力予报精度,减少计算机的内存占用量、提高在线的运算速度,都有着重要的实际意义。     

350mm冷连轧机摩擦系数的研究

作者通过实测单片轧制及正常生产条件下的各架轧制力,获得了大量的摩擦系数测算值。在此基础上,分析了不同条件下摩擦系数与各影响因素的关系,并为几个常用压力计算公式匹配了摩擦系数实用模型。     

轧制摩擦系数与变形力矩计算方法间的关系

以往文献提供了许多轧制压力计算公式,使用这些公式计算出来的轧制压力与测量值非常接近,而使用文献所列举的轧制变形力矩公式所得到的计算结果往往没有达到令人满意的程度。这是由于诸方面的因素所引起的。例如模拟实验与轧制时辊缝内实际所发生的情况存在着差别,特别是轧辊与轧件间摩擦力的确定不够可靠。     

异径辊轧机小辊侧向力及合理偏移量的研究

本文通过理论分析和实验研究得出: (1) 异径辊轧制由于一个工作辊直径减小了2/3,从而使轧制压力减小35～55％,大大提高了轧制效率。 (2) 探明了各种因素对侧向力的影响规律。小辊偏移角越大、轧制压下量越大及轧制速度越高,则侧向力越大;反向轧制比正向轧制时侧向力大得多。为了降低侧向力的峰值,使之趋于均化,应该适当减少上传动辊的直径或速度。 (3) 由理论分析推导出一个计算小辊侧向力(F)的简化公式;从保证轧制稳定条件出发,还求出确定小辊合理偏移量(e)的简单公式,通过实验在一定偏移量范围内得到验证。     

干砂盾构隧道开挖面主动极限支护压力计算

隧道开挖面支护压力的合理选取是维持开挖面稳定性的重要条件,本文基于筒仓理论与三维楔形体计算模型,假设开挖面破坏区滑动块为一个由部分球体与半圆台组成的弧形楔形体,滑动块上部为半圆柱体.采用Terzaghi松动土压力与Rankine主动土压力计算方法和滑动块受力平衡,推导出干砂条件下开挖面主动极限支护力计算公式.由案例分析可知,该公式计算结果小于魏纲和三维楔形体模型计算结果,且更接近Chambon 离心模型试验结果,并针对计算误差探讨了该计算公式局限性因素.     

金属板材异步轧制力理论模型

目前板材异步轧制解析模型计算精度不高,不便于进行异步轧制参数的研究。本文运用平面应变主应力法将作用于金属板材截面单元的非均布剪切力引入平衡方程,并采用考虑剪切力的屈服方程建立了板材异步轧制解析模型,同时在解析方程中引入修正系数,给出了轧制力和轧制力矩的计算模型。结果表明,截面单元的非均布剪切力是影响平面应变主应力法解析金属板材异步轧制力学模型计算精度的关键因素,藉此建立的板材异步轧制解析模型的计算结果与实验结果具有更好的一致性,不但提高了主应力法的计算精度,而且计算效率高,适于编程计算与控制,更便于表征不同异步轧制参数下轧制力和轧制力矩的分布规律,以及板材异步轧制翘曲模型的准确建立。     

适用于双机架薄板平整机稳态轧制负荷的数学模型

针对极薄板小变形平整机稳态轧制负荷计算困难的问题,基于平板压缩复合变形假设,提出了改进的平整稳态轧制力及轧制力矩的数学模型.轧制力模型包括辊缝区等效变形区长度和压缩变形抗力2个经验模型;在轧制力模型计算的基础上,用输出力矩模型对带钢张力影响因素进行了经验修正;通过轧制负荷模型的理论计算结果和一条生产线的实际参数比较,证明模型具有较高计算精度,平板压缩变形假设合理.将所开发的模型应用于一条新建的极薄板平整生产线的关键设备参数的设计评估,结果表明该模型具有较高的工程应用价值.     

黏性土被动土压力计算的库仑数值解

针对库仑土压力理论中图解法计算黏性土被动土压力过程繁琐及精度较低的问题,应用库仑平面滑裂面假定,考虑填土黏聚力及其与挡土墙墙背接触面上的黏着力,建立了可用于编程试算的黏性填土挡土墙的被动土压力计算公式.算例分析表明:对符合朗肯或库仑理论假设条件的情况,公式的计算结果与经典的朗肯或库仑公式相同;考虑与不考虑墙背上的黏着力,计算结果差异较大,该差异随着墙背上的黏着力增大而增大;公式计算简便快捷,精度可靠,易于在工程中推广应用.     

铝箔轧制力的计算

从铝箔轧制过程的实际出发,提出一个能够反映铝箔轧制过程物理变化规律的计算铝箔轧制力公式。本公式考虑铝箔入口和出口弹性变形和轧制铝箔两侧轧辊辊身端部弹性接触压力对轧制力的影响。本公式计算精确而且简便。     

全异步轧制的应力状态及轧制力

本文分析了全异步轧制时变形区的应力状态。其应力状态是,在用全异步带张的拉直法冷轧薄带材时为轧制压力p、拉应力σ_x以及由于异步值而产生的切应力τ。此切应力不仅有清除同步轧制时“摩擦峰”的作用,而且还对轧件的塑性变形起切变作用。故其塑性方程式为:(σ_x p)~2 4τ~2=4K~2。据此,我们推导出了全异步轧制时的轧制力公式,并用此公式计算的轧制力值同全异步轧制的实验数据进行了比较。     

子午加速轴流风机叶轮损失沿径向分布的计算及研究

本文在一些假设条件下,导出了子午加速轴流风机叶轮二次流损失和环壁摩擦损失的计算公式,在NASA实验数据基础上,给出了叶型损失计算公式。利用上述三个损失公式,编制了一个考虑损失分布的叶轮反命题计算程序,用计算结果设计了一个叶轮。试验结果表明,计算结果与试验结果的吻合程度是比较满意的。     

基于宏观塑性变形的热轧板带力能模型

从宏观塑性变形的角度,通过对轧制过程中动量变化的分析,提出了板带轧制的力能分析的微分形式和积分形式,建立了轧制力和轧制力矩的理论公式。该公式摒弃了传统公式中采用过多的经验系数,清晰地揭示了轧制力、轧制力矩、金属屈服强度、摩擦因数等各变量之间的相互关系,使得咬入角、中性角等有关变量的物理意义进一步明确。最后通过对一次实际轧制过程的仿真计算初步验证了本文公式的正确性。