基于螺旋形開口筒型熱軋卷取應力及層間滑移預報方法技術

一種基于螺旋形開口筒型熱軋卷取應力及層間滑移預報方法，其包括以下步驟（a）收集熱軋卷取機的設備及工藝參數；（b）收集被卷取帶鋼的品種規格范圍及工藝參數；（c）收集過程參數；（d）求解卷取第j個單元體時第i個單元體對i-n個單元體的壓應力pij；卷取第j個單元體時第i個單元體對i-1個單元體的周向應力qij；卷取第j個單元體時第i個單元體與i-n個單元體間的摩擦應力τij；卷取第j個單元體時第i、i-1、i-n、i-n-1等四個單元體交界處帶鋼的極徑ρij；卷取第j個單元體時第i個單元（i＜n）與卷筒外表面位移uij；卷取第j個單元體時第i個單元體與i-n個單元體的緊密系數mij。本發明專利技術可以準確地計算出鋼卷內部應力分布，模型應力計算準確率和層間滑移預報準確率均達95%以上，有效保證了帶鋼卷取品質。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于冶金軋鋼
，特別涉及一種基于螺旋形開口筒型的熱軋卷取應力及層間滑移預報方法。
技術介紹
在熱軋帶鋼卷取過程中，鋼卷的內部應力分布對鋼卷卷取質量有著舉足輕重的影響，也是判斷鋼卷內部帶鋼是否出現滑移、鋼卷是否會發生塌卷、松卷等缺陷的重要依據。對于鋼卷內部的應力計算問題，特列基雅柯夫(A. B. T)[1]、阿曼(E. Aman)[2]、英格利斯(C. Ε.1nglis)[3]等學者將整個鋼卷看成是內外壓力作用下的彈性厚壁筒推導出了相應的鋼卷內部應力分布模型；周國盈[4]、瓦特(M. Vater) [5]、叢書和[6]等學者認為帶材是一層一層地纏繞在卷筒上，因此把鋼卷作為連續帶環多層組合彈性圓筒，并考慮帶卷層間摩擦力的影響，導出鋼卷的徑向壓力的計算公式；蔣昭[7]、連家創[8]、白振華[9]等學者考慮到鋼卷的各項異性，將鋼卷按照各項異性的彈性圓筒或者彈性圓筒的組合來處理提出了相應的鋼卷內部應力分布模型。實際上，與冷軋卷取過程不一樣，熱軋帶鋼的厚度較大(最厚能達到30毫米以上)，因此沿著周向非圓特征更加明顯，如果此時仍然按照圓形曲線來處理，所建立的模型計算誤差較大。特別的，在實際卷取生產過程中，層間滑移、松卷等缺陷的發生沿著周向并非對稱的，而是沿著周向某一特定的點逐漸擴展的，這樣，采用周向對稱的筒式模型是無法精確模擬出層間滑移、松卷等缺陷的發生過程。(參考文獻[I] Α. B. TpeTtHKOB. TeopHiiPa CMeTanHeejiejroBaHHiiCTaHOBXoJTonHOHjTpoKaTKHjMeTajTJTlyP Γ H 3 A aT. 1966，135—138. [2] A. Μ. K a u;.Te ο p η η γΠ p y r o c τ μ. 1956.焦時光.卡羅塞爾卷取機結構和參數分析及仿真[D].秦皇島燕山大學機械設計及理論學科碩士學位論文，2006:69-70. [4]周國盈.卷取機卷筒徑向壓力的計算.力學與實踐，1982(I):36-38. [5]M. Vater, Aachen Ermittlung der radialen Haspel Belastungbeim ffickeln. Von bandfOrmigem GuT(I) Band Bleche Rohre. Jahrgang 7. Heft 3. Marz1966. [6]叢書和.帶材卷取機四棱錐卷筒壓力計算[J]·鋼鐵，1980，15 (3). [7]蔣昭·卷取機卷筒徑向壓力的計算.有色金屬加工設備設計參考.洛陽有色金屬設計院編，1974:22 25. [8]連家創.卷取機卷筒單位壓力的計算.機械工程學報，1980，16(3) :78、0. [9]白振華，連家創，吳彬等.冷軋鋼卷卷取過程內部應力三維分布的研究.鋼鐵，2001，36(9) : 42-45.)
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種能夠更準確計算出鋼卷內部壓力分布、精確模擬出層間滑移和松卷等缺陷的。本專利技術采用的技術方案如下本專利技術包括以下可由計算機執行的步驟(其總流程圖見附附圖說明圖1)(a)收集熱軋卷取機的設備及工藝參數，主要包括卷筒內半徑ra、外半徑rb、卷筒的彈性模量E1、卷筒的泊松比V1、卷取張力T，每層帶鋼周向份數n，每個單元體所對應的角度Λ Θ，鋼卷層數ζ ;(b)收集被卷取帶鋼的品種規格范圍及工藝參數，主要包括帶鋼厚度h、帶鋼寬度b、帶鋼彈性模量E2、帶鋼泊松比V2、帶鋼緊密系數公式中考慮理論與實際存在差別的修正系數K、帶材表面不平度的最大值δ_，摩擦系數μ ；(C)收集過程參數，主要包括收斂精度ε ；(d)求解卷取第j個單元體時第i個單元體對1-n個單元體的壓應力Pij ;卷取第j個單元體時第i個單元體對i_l個單元體的周向應力qu ;卷取第j個單元體時第i個單元體與1-n個單元體間的摩擦應力τ Jj ;卷取第j個單元體時第1、1-1、i_n、1-n-1等四個單元體交界處帶鋼的極徑P ;卷取第j個單元體時第i個單元(i < η)與卷筒外表面位移Uij ;卷取第j個單元體時第i個單元體與1-n個單元體的緊密系數Hiijt5包括以下步驟(其流程圖見附圖2):dl)定義第i個單元體處對應的角度為Θ i，給出第i個單元體沒有發生變形時在極角為 θ i 處的極徑本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于螺旋形開口筒型熱軋卷取應力及層間滑移預報方法，其特征在于：它包括以下可由計算機執行的步驟：（a）收集熱軋卷取機的設備及工藝參數，主要包括：卷筒內半徑ra、外半徑rb、卷筒的彈性模量E1、卷筒的泊松比v1、卷取張力T，每層帶鋼周向份數n，每個單元體所對應的角度Δθ，鋼卷層數z；（b）收集被卷取帶鋼的品種規格范圍及工藝參數，主要包括：帶鋼厚度h、帶鋼寬度b、帶鋼彈性模量E2、帶鋼泊松比v2、帶鋼緊密系數公式中考慮理論與實際存在差別的修正系數k0、帶材表面不平度的最大值δmax，摩擦系數μ；（c）收集過程參數，主要包括：收斂精度ε；（d）求解卷取第j個單元體時第i個單元體對i?n個單元體的壓應力pij；卷取第j個單元體時第i個單元體對i?1個單元體的周向應力qij；卷取第j個單元體時第i個單元體與i?n個單元體間的摩擦應力τij；卷取第j個單元體時第i、i?1、i?n、i?n?1等四個單元體交界處帶鋼的極徑ρij；卷取第j個單元體時第i個單元（i＜n）與卷筒外表面位移uij；卷取第j個單元體時第i個單元體與i?n個單元體的緊密系數mij；（e）判斷鋼卷內部徑向壓應力和摩擦應力是否滿足層間滑移判別不等式μ·pij≤τij，如果不等式成立說明已經發生滑移需要作出預警，否則沒有滑移，轉入步驟（f）；（f）卷取應力計算及層間滑移預報結束。...

【技術特征摘要】
1.一種基于螺旋形開口筒型熱軋卷取應力及層間滑移預報方法，其特征在于它包括以下可由計算機執行的步驟Ca)收集熱軋卷取機的設備及工藝參數，主要包括卷筒內半徑ra、外半徑rb、卷筒的彈性模量E1、卷筒的泊松比V1、卷取張力T，每層帶鋼周向份數n，每個單元體所對應的角度 Δ θ，鋼卷層數z;(b)收集被卷取帶鋼的品種規格范圍及工藝參數，主要包括帶鋼厚度h、帶鋼寬度b、 帶鋼彈性模量E2、帶鋼泊松比V2、帶鋼緊密系數公式中考慮理論與實際存在差別的修正系數IV帶材表面不平度的最大值δ_，摩擦系數μ ；(C)收集過程參數，主要包括收斂精度ε ；(d)求解卷取第j個單元體時第i個單元體對1-η個單元體的壓應力Pij;卷取第j個單元體時第i個單元體對i_l個單元體的周向應力qu ;卷取第j個單元體時第i個單元體與1-n個單元體間的摩擦應力τ Jj ;卷取第j個單元體時第1、i_l、i_n、i_n_l等四個單元體交界處帶鋼的極徑P ij ;卷取...

【專利技術屬性】
技術研發人員：白振華，司紅鑫，周慶田，王瑞，李鵬程，李濤，
申請(專利權)人：燕山大學，
類型：發明
國別省市：