專利名稱：基于螺旋形開口筒型熱軋卷取應(yīng)力及層間滑移預(yù)報(bào)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金軋鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于螺旋形開口筒型的熱軋卷取應(yīng)力及層間滑移預(yù)報(bào)方法。
背景技術(shù)：
在熱軋帶鋼卷取過程中，鋼卷的內(nèi)部應(yīng)力分布對(duì)鋼卷卷取質(zhì)量有著舉足輕重的影響，也是判斷鋼卷內(nèi)部帶鋼是否出現(xiàn)滑移、鋼卷是否會(huì)發(fā)生塌卷、松卷等缺陷的重要依據(jù)。對(duì)于鋼卷內(nèi)部的應(yīng)力計(jì)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(xué)者將整個(gè)鋼卷看成是內(nèi)外壓力作用下的彈性厚壁筒推導(dǎo)出了相應(yīng)的鋼卷內(nèi)部應(yīng)力分布模型；周國盈[4]、瓦特(M. Vater) [5]、叢書和[6]等學(xué)者認(rèn)為帶材是一層一層地纏繞在卷筒上，因此把鋼卷作為連續(xù)帶環(huán)多層組合彈性圓筒，并考慮帶卷層間摩擦力的影響，導(dǎo)出鋼卷的徑向壓力的計(jì)算公式；蔣昭[7]、連家創(chuàng)[8]、白振華[9]等學(xué)者考慮到鋼卷的各項(xiàng)異性，將鋼卷按照各項(xiàng)異性的彈性圓筒或者彈性圓筒的組合來處理提出了相應(yīng)的鋼卷內(nèi)部應(yīng)力分布模型。實(shí)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(dá)到30毫米以上)，因此沿著周向非圓特征更加明顯，如果此時(shí)仍然按照?qǐng)A形曲線來處理，所建立的模型計(jì)算誤差較大。特別的，在實(shí)際卷取生產(chǎn)過程中，層間滑移、松卷等缺陷的發(fā)生沿著周向并非對(duì)稱的，而是沿著周向某一特定的點(diǎn)逐漸擴(kuò)展的，這樣，采用周向?qū)ΨQ的筒式模型是無法精確模擬出層間滑移、松卷等缺陷的發(fā)生過程。(參考文獻(xiàn)[I] Α. B. TpeTtHKOB. TeopHiiPa CMeTanHe
ejiejroBaHHiiCTaHOBXoJTonHOHjTpoKaTKHjMeTajTJTly
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠更準(zhǔn)確計(jì)算出鋼卷內(nèi)部壓力分布、精確模擬出層間滑移和松卷等缺陷的基于螺旋形開口筒型熱軋卷取應(yīng)力及層間滑移預(yù)報(bào)方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明包括以下可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的步驟(其總流程圖見附

圖1)
(a)收集熱軋卷取機(jī)的設(shè)備及工藝參數(shù)，主要包括卷筒內(nèi)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(shù)n，每個(gè)單元體所對(duì)應(yīng)的角度Λ Θ，鋼卷層數(shù)ζ ;(b)收集被卷取帶鋼的品種規(guī)格范圍及工藝參數(shù)，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(shù)公式中考慮理論與實(shí)際存在差別的修正系數(shù)K、帶材表面不平度的最大值δ_，摩擦系數(shù)μ ；(C)收集過程參數(shù)，主要包括收斂精度ε ；(d)求解卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元體對(duì)1-n個(gè)單元體的壓應(yīng)力Pij ;卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元體對(duì)i_l個(gè)單元體的周向應(yīng)力qu ;卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元體與1-n個(gè)單元體間的摩擦應(yīng)力τ Jj ;卷取第j個(gè)單元體時(shí)第1、1-1、i_n、1-n-1等四個(gè)單元體交界處帶鋼的極徑P ;卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元(i < η)與卷筒外表面位移Uij ;卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元體與1-n個(gè)單元體的緊密系數(shù)Hiijt5包括以下步驟(其流程圖見附圖2):dl)定義第i個(gè)單元體處對(duì)應(yīng)的角度為Θ i，給出第i個(gè)單元體沒有發(fā)生變形時(shí)在
極角為 θ i 處的極徑
權(quán)利要求
1.一種基于螺旋形開口筒型熱軋卷取應(yīng)力及層間滑移預(yù)報(bào)方法，其特征在于它包括以下可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的步驟Ca)收集熱軋卷取機(jī)的設(shè)備及工藝參數(shù)，主要包括卷筒內(nèi)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(shù)n，每個(gè)單元體所對(duì)應(yīng)的角度 Δ θ，鋼卷層數(shù)z;(b)收集被卷取帶鋼的品種規(guī)格范圍及工藝參數(shù)，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(shù)公式中考慮理論與實(shí)際存在差別的修正系數(shù)IV帶材表面不平度的最大值δ_，摩擦系數(shù)μ ；(C)收集過程參數(shù)，主要包括收斂精度ε ；(d)求解卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元體對(duì)1-η個(gè)單元體的壓應(yīng)力Pij;卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元體對(duì)i_l個(gè)單元體的周向應(yīng)力qu ;卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元體與1-n個(gè)單元體間的摩擦應(yīng)力τ Jj ;卷取第j個(gè)單元體時(shí)第1、i_l、i_n、i_n_l等四個(gè)單元體交界處帶鋼的極徑P ij ;卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元(i < η)與卷筒外表面位移Uij ； 卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元體與1-n個(gè)單元體的緊密系數(shù)Hiij ；(e)判斷鋼卷內(nèi)部徑向壓應(yīng)力和摩擦應(yīng)力是否滿足層間滑移判別不等式μ-Pij^ Tij., 如果不等式成立說明已經(jīng)發(fā)生滑移需要作出預(yù)警，否則沒有滑移，轉(zhuǎn)入步驟(f);Cf)卷取應(yīng)力計(jì)算及層間滑移預(yù)報(bào)結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于螺旋形開口筒型熱軋卷取應(yīng)力及層間滑移預(yù)報(bào)方法，其特征在于所述的步驟(d)包括以下步驟dl)定義第i個(gè)單元體處對(duì)應(yīng)的角度為θi，給出第i個(gè)單元體沒有發(fā)生變形時(shí)在極角為 θ i 處的極徑 P Olijj Poiy = fI，i = I，2，…J·；d2)定義Au為當(dāng)前卷取狀態(tài)下，各單元體處帶鋼所產(chǎn)生的壓縮變形量，初始給定當(dāng)前卷取狀態(tài)下鋼卷的極徑分布P ij = P CIiij-A ij，1 = 1,2,…j ；d3)計(jì)算卷取第j個(gè)單元體時(shí)鋼卷內(nèi)部各層之間的徑向壓應(yīng)力
全文摘要
一種基于螺旋形開口筒型熱軋卷取應(yīng)力及層間滑移預(yù)報(bào)方法，其包括以下步驟(a)收集熱軋卷取機(jī)的設(shè)備及工藝參數(shù)；(b)收集被卷取帶鋼的品種規(guī)格范圍及工藝參數(shù)；(c)收集過程參數(shù)；(d)求解卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元體對(duì)i-n個(gè)單元體的壓應(yīng)力pij；卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元體對(duì)i-1個(gè)單元體的周向應(yīng)力qij；卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元體與i-n個(gè)單元體間的摩擦應(yīng)力τij；卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i、i-1、i-n、i-n-1等四個(gè)單元體交界處帶鋼的極徑ρij；卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元(i＜n)與卷筒外表面位移uij；卷取第j個(gè)單元體時(shí)第i個(gè)單元體與i-n個(gè)單元體的緊密系數(shù)mij。本發(fā)明可以準(zhǔn)確地計(jì)算出鋼卷內(nèi)部應(yīng)力分布，模型應(yīng)力計(jì)算準(zhǔn)確率和層間滑移預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率均達(dá)95%以上，有效保證了帶鋼卷取品質(zhì)。
文檔編號(hào)B21C47/04GK103042072SQ20121057232
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者白振華, 司紅鑫, 周慶田, 王瑞, 李鵬程, 李濤 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)