[發明專利]一種厚板同速異徑蛇形差溫軋制力能參數計算方法

在審

• 申請號: 202110046812.X
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112906183A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 江連運;衛垚宇;甄濤;馬立峰;黃金博;趙春江;黃志權
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;B21B1/22;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 王穎

本發明公開一種厚板同速異徑蛇形差溫軋制力能參數計算方法,包括：S1、根據同速異徑蛇形差溫軋制變形區的幾何關系，求解變形區的尺寸；S2、根據變形抗力梯度和上、下工作輥處中性點位置對軋件變形區進行分區分層設置，通過計算軋件的等效剪切屈服應力求解軋件在各變形區的屈服準則；S3、基于輥徑比和屈服準則分別構建每個變形區的單位壓力求解模型，利用邊界條件求解各變形區的積分常數，基于積分常數、每個變形區的單位壓力和變形區的尺寸構建軋制力和軋制力矩的求解模型，完成同速異徑蛇形差溫軋制的軋制力和軋制力矩的計算。本發明能夠準確計算出同速異徑蛇形差溫軋制的軋制力和軋制力矩，為軋機的設計和軋制工藝的制定提供了理論基礎。

技術領域

本發明涉及厚板塑性成形技術領域，特別是涉及一種厚板同速異徑蛇形差溫軋制力能參數計算方法。

背景技術

在傳統異步軋制的基礎上發展而來的蛇形軋制在提高厚板心部變形和抑制厚板軋后彎曲上具有一定的積極效果，差溫軋制也可以改善厚板心部變形不充分的問題。在蛇形軋制的基礎上增設差溫軋制形成的蛇形差溫協同軋制，綜合了蛇形軋制在改善板型和差溫軋制提高心部變形方面的優點，為解決厚規格鋼板變形不充分的問題提供了一個新的思路。

通常實現異步軋制有兩種途徑，一種是“轉速異步，直徑相同”的同徑異速法，即在上下工作輥直徑相同的情況下通過調節上、下工作輥轉速使上、下工作輥表面線速度存在速度差從而實現異步軋制；另一種是“直徑異步，轉速相同”的同速異徑法，即在上、下工作輥轉速相同的情況下通過調節上、下工作輥直徑使上、下工作輥表面線速度存在速度差從而實現異步軋制。盡管兩種方法均可實現異步軋制，但由于軋機主電機與減速機間連接方式存在不同，(一種是“電機—減速機—萬向軸”，一種是“電機—減速機—減速機—萬向軸”)，導致兩種軋制方式無法同時在一臺軋機上實現。除此之外，同徑異速與同速異徑兩種力能參數計算模型中幾何邊界條件與運動學容許速度場也不相同。因此，盡管實現效果相似，但兩者間力能參數計算模型無法通用。同時，由于實現思路不同其所對應異步軋制力能參數模型也不盡相同。

與同徑異速異步軋制方法相比，同速異徑異步軋制不僅存在速度非對稱現象，而且還存在幾何非對稱現象，這些非對稱現象具體表現在描述變形區長度數學模型與上下軋輥接觸弧形數學模型中。由于兩者的幾何模型與速度模型不存在通用性，這就導致針對兩種工作方式建立的力能參數計算模型雖均采用主應力法，但其中單位壓力計算與幾何關系計算表達形式不同，兩種力能參數計算模型無法通用。

除上述原因之外，由于輥徑比、錯位量和變形抗力梯度的存在，同速異徑蛇形差溫軋制的變形區更加復雜，現有的異步軋制、差溫軋制和蛇形軋制的力能參數計算方法并不適用于同速異徑蛇形差溫軋制。因此，需要提供同速異徑蛇形差溫軋制的力能參數計算方法，為軋機的設計和工藝參數設定提供理論依據。

發明內容

本發明的目的是提供一種厚板同速異徑蛇形差溫軋制力能參數計算方法，以解決現有技術中存在的技術問題，能夠準確計算出同速異徑蛇形差溫軋制的軋制力和軋制力矩，為軋機的設計和軋制工藝的制定提供了理論基礎。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種厚板同速異徑蛇形差溫軋制力能參數計算方法，包括：

S1、根據同速異徑蛇形差溫軋制變形區的幾何關系，求解變形區的尺寸；

S2、根據同速異徑蛇形差溫軋制的變形抗力梯度和上、下工作輥處中性點位置對軋件變形區進行分區分層設置，通過計算軋件的等效剪切屈服應力求解軋件在各變形區的屈服準則；

S3、基于輥徑比和屈服準則分別構建每個變形區的單位壓力求解模型，利用邊界條件求解各變形區的積分常數，基于積分常數、每個變形區的單位壓力和變形區的尺寸構建同速異徑蛇形差溫軋制的軋制力和軋制力矩的求解模型，完成同速異徑蛇形差溫軋制的軋制力和軋制力矩的計算。

優選地，所述步驟S2中，根據變形抗力梯度將軋件分為上表層、下表層和中間層。