[發明專利]銅管軋制冷卻過程仿真方法、設備及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201910306091.4
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN110032810B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 韓毅;楊蕾;張曉波
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 劉陽

1.一種銅管軋制冷卻過程仿真方法，其特征在于，包括：

步驟1，根據冷卻裝置的結構參數及預設的單次移動距離生成所述冷卻裝置的三維模型；所述冷卻裝置為冷卻水套，根據所述冷卻裝置的結構參數及預設的單次移動距離生成所述冷卻裝置的三維模型包括：

根據所述冷卻水套的結構參數建模生成所述冷卻水套的三維模型；其中，所述冷卻水套的結構參數包括所述冷卻水套在所述銅管軸線方向的長度；

根據所述預設的單次移動距離以及所述長度，生成步進移動的所述冷卻裝置的三維模型，所述預設的單次移動距離由所述長度和三輥行星軋制裝置的軋制速度計算獲得；

步驟2，獲取在銅管的當前溫度場、應力場及軋制位置下，用于軋制所述銅管的三輥行星軋制裝置的三維熱流固耦合結構模型；

步驟3，基于所述冷卻裝置的三維模型，獲取在當前相對位置下，所述冷卻裝置的流體仿真模型，其中所述相對位置為所述冷卻裝置和所述銅管的相對位置；

步驟4，基于所述流體仿真模型與所述三維熱流固耦合結構模型的耦合模型，對所述銅管進行軋制和冷卻的仿真計算，輸出并保存仿真計算的結果，獲得到達預設的單次冷卻時間時所述銅管的溫度場、應力場以及變形量；

步驟5，根據所述銅管的變形量，調整所述銅管的軋制位置，并按照所述預設的單次移動距離，沿所述銅管軸線方向移動所述冷卻裝置；

步驟6，返回執行上述步驟2至步驟5，直至所述冷卻裝置移動預設次數；其中，所述預設次數由所述冷卻裝置在所述銅管軸線方向的長度和所述三輥行星軋制裝置的軋制速度計算獲得。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取在銅管的當前溫度場、應力場及軋制位置下，用于軋制所述銅管的三輥行星軋制裝置的三維熱流固耦合結構模型包括：

根據所述銅管的當前軋制位置及所述銅管的當前變形量，修改當前的三維熱流固耦合結構模型中的銅管模型，并調整所述銅管與所述三輥行星軋制裝置之間的裝配位置，生成參考三維熱流固耦合結構模型；

根據銅管當前的溫度場和應力場修改所述參考三維熱流固耦合結構模型的仿真參數，生成在銅管的當前溫度場、應力場及軋制位置下的三維熱流固耦合結構模型。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述銅管的當前軋制位置及所述銅管的當前變形量，修改當前的三維熱流固耦合結構模型中的銅管模型之前，所述方法還包括：

根據預設軋制工藝參數建立所述三輥行星軋制裝置的幾何模型；

對所述幾何模型進行參數設置，并對所述銅管進行網格劃分，生成第一模型；其中所述參數設置包括銅管材料屬性設置、仿真分析類型設置，仿真空間步長和時間步長設置，載荷和邊界條件的設置；

求解所述第一模型，計算生成所述銅管的初始溫度場條件以及初始應力場條件；

建立所述三輥行星軋制裝置的三維熱流固耦合結構模型；

基于所述銅管的初始裝配位置、所述初始應力場條件及所述初始溫度場條件，對所述三維熱流固耦合結構模型進行初始化，獲得初始三維熱流固耦合結構模型。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述冷卻裝置的三維模型，獲取在當前相對位置下，所述冷卻裝置的流體仿真模型包括：

根據所述冷卻裝置相對于所述銅管的當前位置，更新所述冷卻裝置的三維模型；

對所述冷卻裝置的當前三維模型進行網格劃分，生成第二模型；

根據預設的冷卻工藝參數和預設的第二模型的邊界條件實例化所述第二模型，并設置實例化后的第二模型進行仿真的時間步長和步數，生成所述冷卻裝置的流體仿真模型。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述預設的冷卻工藝參數包括入水壓力、出水口壓力、進水口溫度、出水口溫度以及壁面溫度。