[發(fā)明專利]銅管軋制冷卻過程仿真方法、設(shè)備及計算機可讀存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910306091.4
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN110032810B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓毅;楊蕾;張曉波
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 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(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 劉陽

本申請?zhí)峁┮环N銅管軋制冷卻過程仿真方法、設(shè)備及計算機可讀存儲介質(zhì)，包括：生成冷卻裝置的三維模型；獲取在銅管當(dāng)前溫度場、應(yīng)力場及軋制位置下，三輥行星軋制裝置的三維熱流固耦合結(jié)構(gòu)模型；獲取在當(dāng)前相對位置下冷卻裝置的流體仿真模型，基于流體仿真模型與三維熱流固耦合結(jié)構(gòu)模型的耦合模型，對銅管進行軋制和冷卻的仿真計算，獲得到達預(yù)設(shè)的單次冷卻時間時銅管的溫度場、應(yīng)力場及變形量；根據(jù)銅管的變形量調(diào)整銅管的軋制位置，并按照預(yù)設(shè)的單次移動距離移動冷卻裝置；返回執(zhí)行上述步驟直至冷卻裝置移動預(yù)設(shè)次數(shù)，實現(xiàn)軋制和冷卻過程中銅管應(yīng)力、溫度的動態(tài)仿真，進而可分析獲得冷卻裝置的結(jié)構(gòu)和冷卻工藝參數(shù)對銅管晶粒組織的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及金屬制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種銅管軋制冷卻過程仿真方法、設(shè)備及計算機可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

銅管三輥行星軋制是銅管鑄軋法生產(chǎn)工藝中最為關(guān)鍵的一步，行星冷軋過程中，鑄態(tài)銅組織在軋輥碾壓破碎，實現(xiàn)單道次壓下率達到90％的同時，產(chǎn)生的變形熱和摩擦熱使得銅管溫度達到了銅的再結(jié)晶溫度。相比于其它冷軋工藝，軋后在進行其它工序之前為了保證銅管的力學(xué)性能，都需要對銅管進行退火處理，而行星軋制工藝軋制得到的銅管因軋制過程銅組織發(fā)生了再結(jié)晶，再進行后續(xù)的拉拔工序時省掉了退火的工序，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

銅管在再結(jié)晶過程中，因溫度較高，導(dǎo)致銅管晶粒迅速長大，降低了銅管的力學(xué)性能，為了得到細小的晶粒，使得高溫銅管迅速冷卻下來，在軋出端安裝冷卻裝置。受到冷卻裝置的結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)以及冷卻工藝參數(shù)影響，冷卻裝置內(nèi)部不同位置的冷卻效果存在較大差異，冷卻換熱效果好的位置銅管溫度下降速率快，晶粒細小，反之，冷卻換熱效果差的位置銅管溫度下降速率慢，晶粒會長大變粗。同時，因冷卻裝置內(nèi)部的冷卻水受重力的影響和冷卻裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，導(dǎo)致冷卻裝置上半部分和下半部分冷卻能力存在較大的差異，因此就不可避免的導(dǎo)致了銅管軸向和徑向的晶粒組織不均勻現(xiàn)象。綜上所述，冷卻裝置的結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)和冷卻工藝參數(shù)對銅管冷卻后的晶粒組織有著重要的影響。

在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，冷卻工藝參數(shù)大多由現(xiàn)場工作人員憑借經(jīng)驗進行調(diào)節(jié)的，試驗周期長且效果不理想，浪費了大量的人力物力，且不能了解冷卻裝置內(nèi)部流場分布情況，無法了解銅管在冷卻裝置內(nèi)部的溫度場以及應(yīng)力場的變化情況，導(dǎo)致無法進行冷卻工藝參數(shù)的快速和準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N銅管軋制冷卻過程仿真方法、設(shè)備及計算機可讀存儲介質(zhì)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中無法了解銅管在冷卻裝置內(nèi)部的溫度場以及應(yīng)力場變化的技術(shù)問題。

本申請的第一個方面是提供一種銅管軋制冷卻過程仿真方法，包括：

步驟1，根據(jù)所述冷卻裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)及預(yù)設(shè)的單次移動距離生成所述冷卻裝置的三維模型；

步驟2，獲取在銅管的當(dāng)前溫度場、應(yīng)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(jié)構(gòu)模型；

步驟3，基于所述冷卻裝置的三維模型，獲取在當(dāng)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(jié)構(gòu)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(jié)果，獲得到達預(yù)設(shè)的單次冷卻時間時所述銅管的溫度場、應(yīng)力場以及變形量；

步驟5，根據(jù)所述銅管的變形量，調(diào)整所述銅管的軋制位置，并按照所述預(yù)設(shè)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(zhí)行上述步驟2至步驟5，直至所述冷卻裝置移動預(yù)設(shè)次數(shù)；其中，所述預(yù)設(shè)次數(shù)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。

本申請的第二個方面是提供一種銅管軋制冷卻過程仿真設(shè)備，包括：存儲器，處理器；

存儲器；用于存儲所述處理器可執(zhí)行指令的存儲器；