四辊平整机轧制过程辊系变形有限元分析

针对1800mm四辊平整机板形控制的弯辊力预设定问题,采用非线性弹塑性有限元法,建立四辊平整机轧制过程三维计算模型。模型将辊系弹性变形与轧件弹塑性变形耦合在一起,进行统一建模与分析,研究了不同轧制工艺下轧辊压扁、辊系弯曲变形及辊缝形状的分布规律,得出了工作辊弯辊力对辊系变形和辊缝变化的影响关系。计算结果可为建立平整机板形控制的弯辊力精确预设定模型提供理论依据。     

辊式矫直机弯辊设定与辊缝补偿方法

基于弹塑性变形理论,可推导出辊式矫直机辊缝计算方法,但负载情况下矫直机本体发生较大的弹性变形,导致实际辊缝比预设定偏大;同时,由于矫直力大小沿带钢宽度方向分布不均匀,设备本体变形沿辊长方向呈一定的挠曲线形状,从而导致辊缝沿辊长方向的不均匀,影响带钢矫直效果,传统二维理论模型无法考虑这部分变形量。本文以某5辊粗矫机为例,对负载情况下设备弹性变形量进行了三维定量计算,并举例介绍了矫直机辊缝补偿方法和弯辊预设定方法。研究成果投入现场应用后,对提高成材率、改善产品质量起到明显的改进作用。     

应用BP神经网络的单机架可逆式冷轧机弯辊力预设定

针对单机架可逆式冷轧机生产过程中，由于不同热轧生产厂的热轧板形原料性能、板形差别较大、从而造成弯辊力预设定值和实际指标相差较大的问题，利用现场生产工艺数据丰富，采用人工智能BP神经网络的方法，通过大量数据输入进行训练，大大的提高了生产过程中弯辊力预设定值的准确性。     

冷轧机板形板厚综合控制系统研究

冷轧带钢板形板厚综合控制系统模型是冷轧带钢过程控制系统的核心,该模型的精度直接影响成品带钢的板形板厚质量。针对六辊冷连轧机,给出改进的轧机刚度方程、弹跳方程和板凸度方程,并利用六辊轧机有限元模型计算板形板厚综合控制系统模型中所需的轧机横纵向刚度。得到空载辊缝值、工作辊弯辊力、中间辊弯辊力的变化量对出口厚度、出口板凸度的影响,并给出空载辊缝值、工作辊弯辊力、中间辊弯辊力设定值修正量的计算方法。经验证,出口厚度与板凸度实测值与设定值基本吻合。     

基于混合人工神经网络的冷连轧水平力预测

针对冷连轧机组辊系中工作辊沿带钢运动方向的水平力难以利用传统的数学模型进行计算的问题,提出了利用混合人工神经网络模型对其进行预测。分析了工作辊在轧制过程中的受力情况,并根据监测的状态参数,从中挑选了轧制力、弯辊力矩、张力、带钢厚度、弯辊力等几类对工作辊受到的沿带钢运动方向的水平力有影响的参数作为输入变量。提出了两种新型的粒子群优化算法,并对人工神经网络的初始化权值与阈值进行优化。通过对预测结果进行分析发现,提出的改进混合人工神经网络相比较改进前能够提高模型的预测精度,且拟合精度均达到90%以上,可用于指导实际生产。     

流体新技术在铜带轧机上的应用

针对铜带轧机大多采用的板式过滤机过滤精度低、易受污物堵塞等缺陷及传统的液压正负弯辊液压控制系统中正负弯辊切换时有时间差和过渡死区的问题，本文采用反冲洗滤系统，过滤流量大，过滤精度可以达到0．5～5um，过滤后固体渣含量≤10mg／L；采用的正负弯辊平滑过渡系统，通过电气操作杆实现弯辊力的快速、连续调节，消除了正负弯辊切换的时间差和过渡死区，且操作简便，可靠性高，提高了带材的表面质量，带材板形良好。     

八辊冷轧机组弯辊与窜辊对板形的影响及其综合设定技术

针对八辊轧机开发时间较短,板形控制方面的研究较少,不能满足生产需求的问题,充分考虑到八辊冷连轧机组的设备组成,同时结合现场工艺设定,定量分析了八辊轧机弯辊与窜辊对板形的影响并形成了一套弯辊与窜辊对板形影响的模型。在此基础上,从窜辊量的综合设定、弯辊力的综合设定、左右弯辊力的在线调整设定这3个方面入手,提出了一套完整的八辊冷连轧机组弯辊与窜辊综合优化设定模型,并开发出了相应的弯辊与窜辊综合设定软件,将其应用到某1450八辊冷连轧机组的生产实践后,现场生产效率显著提高,给现场生产带来较大改善。     

定模动辊变截面辊弯成形有限元分析

基于ABAQUS/Explicit显示动力模块对DP980高强钢定模动辊变截面辊弯成形建立有限元模型,分析板材成形后的等效应力、等效塑性应变及截面厚度的分布特点,并进行安全校核。获得了轧辊成形力与板材的回弹量,为轧辊设计提供了依据。通过实验验证了定模动辊变截面辊弯成形工艺的可行性及有限元分析结果的可靠性。     

冷连轧过程弯辊力模型研究与开发

弯辊力设定对高速冷连轧过程的板形控制至关重要。针对某1 750 mm冷连轧机组的设备与工艺特点,计算并分析了弯辊力设定对成品带钢板形的影响规律。深入研究了带钢宽度、单位轧制力、中间辊横移量、带钢入口厚度、带钢凸度、轧辊辊径和轧辊凸度等因素对最优弯辊力的影响。通过大量统计分析和理论计算,利用Origin软件进行多元回归拟合,最终建立了冷连轧过程最优弯辊力的设定计算模型。采用新模型设定计算弯辊力的最大偏差小于3.14%,成品带钢的板形标准差平均值降至2.64 IU,新模型对成品带钢板形质量的控制有明显改善和提高。实践证明：该弯辊力模型具有较高的板形控制精度和较好的板形控制稳定性,适合于工业生产。     

双机架冷轧弯辊力综合设定模型的研究

针对双机架冷轧机组的生产工艺特点，以及传统弯辊控制技术的不足，综合协调控制1^#机架工作辊、1^#机架中间辊、2^#机架工作辊和2^#机架中间辊4部分弯辊力，以成品板形质量最佳为优化目标函数，同时将各个部分弯辊力的相对余量均匀作为约束条件，确定出弯辊力综合设定模型，该模型可提高弯辊对板形的控制能力，延长弯辊缸的使用寿命。     

模具曲率半径对X80管线钢管JCO成形影响分析

采用有限元方法对大口径直缝埋弧焊管JCO弯曲成形过程进行数值模拟,根据ABAQUS有限元软件计算结果,分析不同上模曲率半径所对应的应力应变场分布特点,讨论目标弯曲角、加载弯曲角与凸模曲率半径之间的关系,给出了力与位移的关系曲线,以及不同凸模半径下管坯成形力与目标弯曲角关系曲线,为实际生产合理选择模具提供参考。     

汽车钣金三维拉弯机智能编程系统

汽车钣金拉弯机在更换不同的机械装置后，可以加工不同类型的钣金件，而程序要由专业编程人员修改。本文在分析该设备的工作特点后，开发了拉弯机的智能编程系统。该系统利用上位计算机的编程灵活性，使用组态王形成上位智能编程软件；下位机用可靠性高的PLC作为程序执行器，控制拉弯机的各种电磁阀完成各种加工任务。下位PLC与上位计算机通过RS485总线相连，PLC可在线或离线工作。该系统不需专业的编程员而是由操作者针对不同的车型钣金件编制不同的加工程序。该系统在吉林某汽车配件厂应用，取得满意的效果。     

基于有限元模拟的数控弯管过程轴力和弯矩的分析计算

获取管材数控弯曲过程中的轴力和弯矩,有助于对成形机理的了解和后续的回弹分析,以及为选择设备和设计模具提供重要依据。提出了基于三维有限元模拟的数控弯管过程中轴力和弯矩的求解方法,详细阐述了其实现过程。采用该方法,分析了轴力和弯矩随弯曲角的变化特征以及工艺和材料参数对轴力和弯矩的影响规律:随着弯曲过程的进行,塑性变形区的轴力变化不大,弯矩呈指数关系变化,而弯曲变形区刚性端的轴力几乎线性递增,弯矩类似于阻尼正弦曲线变化;弯曲速度和材料强度系数的增大以及弯曲半径和硬化指数的减小会引起轴力和弯矩的增加。文中提出的方法也可推广应用于板材、其他型材和管材的弯曲。     

宽板U形自由弯曲智能化控制过程的解析定量描述

根据板材弯曲理论,在平面变形假设的前提下,考虑了材料的硬化、各向异性及弹性变形,建立了U形件自由弯曲理论分析模型,对宽板U形件自由弯曲进行了理论分析,得出了弯曲力随弯曲行程变化规律及目标弯曲角计算公式,并对各种影响弯曲力和回弹的因素进行了分析,理论计算与实验及模拟结果进行了比较,为宽板U形件自由弯曲智能化控制中参数识别及预测模型输入层和输出层变量的确定提供了理论依据。     

冷连轧机组末机架轧制参数综合设定技术的研究

针对冷连轧机组的生产工艺特点,以带材出口前张力横向分布均匀(即板形良好)作为优化目标函数,建立了一套冷连轧机组末机架轧制参数综合优化数学模型,并将其应用到宝钢冷轧薄板厂1220五机架冷连轧机组末机架压下量、前后张力、弯辊力等主要轧制参数的综合设定,取得了良好的使用效果,大大提高了成品带材的板形质量。     

冷轧宽幅平整机延伸率控制系统的研究及优化

针对某厂冷轧宽幅平整机生产IF钢时平整延伸率控制精度不高的问题,重点研究了平整机的平整延伸率控制系统,详细阐述了轧制力和带钢张力对平整延伸率的调节方法与分配制度;同时,研究了带钢张力对平整延伸率控制精度的影响规律,提出了带钢张力优化原则。针对平整机低速及升降速时平整延伸率波动大的问题,提出了增加速度前馈控制系统的解决方案;针对生产IF钢平整延伸率控制系统达到系统最小轧制力问题,提出了降低系统最小轧制力及标定零轧制力时调整工作辊弯辊力和中间辊弯辊力的解决措施。现场试验结果表明,采取上述措施后,平整延伸率控制精度明显提高。     

薄壁管纯弯曲塑性成形分析及回弹计算

回弹是薄壁管数控弯曲常见的质量缺陷。文章基于薄壁管弯曲变形微体受力分析,建立了薄壁管圆周方向上力的平衡微分方程和切向应力在薄壁管横截面上的分布函数。由此可确定中性层的位置,求出外加弯矩,并用虚功原理解得回弹角度。论文针对不同几何参数的薄壁管进行了数控弯曲实验,分析了弯曲角度和相对弯曲半径对回弹角度的影响规律,并验证了理论计算结果与实验结果基本相符。利用该文介绍的计算方法可在实际弯曲之前计算出回弹补偿量,以提高管件弯曲成形精度。     

UCM机型冷轧机组基于机理模型的弯辊在线调整技术

经过大量的现场试验与理论研究，充分结合UCM机型冷轧机组的设备与工艺特点，在基于机理模 型、以产品板形波动最小为目标、分别求出弯辊力对轧制力的传递系数、弯辊力对张力的传递系数的基础上，将非线性问题进行局部线性化处理，根据现场实际轧制力与张力的波动值给出相应的弯辊力调整量，形成了一套完整的适合于UCM机型冷轧机组&基于机理模型的弯辊在线快速调整技术，应用于实际生产后取得了良好的使用效果。     

Ti-6Al-4V钛合金型材电热拉弯成形极限仿真方法

针对电加热拉弯成形工艺,建立了电热拉弯过程顺序耦合的数值模拟方法,实现了电热转台式拉弯成形过程的多工序、多场耦合数值模拟。并选用动力显式热-力耦合分析算法,基于J-C断裂准则,建立了电热拉弯成形极限与断裂预测的三维实体模型。通过Ti-6Al-4V钛合金挤压T型材电热拉弯成形试验与仿真预测结果比较发现:电热拉弯成形过程中,材料的失效主要发生在预拉伸和补拉伸阶段,失效原因为拉伸力过大;电热拉弯成形极限的主要影响因素包括加热温度或电流密度、预拉力、补拉伸过程温度或冷却时间和补拉力;预拉伸和补拉伸极限应力的预测相对误差分别为19.7%和19.1%,验证了模型的有效性。     

基于数理统计的光整机工艺参数设定方法及应用

合理的轧制力和弯辊力设定是实现光整机稳定轧制的前提,更是获得良好板形及板面质量的基本保证。针对某冷轧厂镀锌线二级系统简陋,轧制力和弯辊力设定值无法自动生成的问题,采用统计学的方法,并以统计数据为基础,设计出简单的光整机二级轧制力和弯辊力模型,并在生产中进行了应用。实际生产表明:采用轧制力和弯辊力二级自动控制系统,延伸率波动保持在±0.1%以内,部分可保持在±0.05%以内,且波动只出现于带头,基本小于10 m;提高了光整机段速度,不再减速过焊缝,且未再出现过渡过程中断带、拉窄等问题;减少了人工干预及误操作,降低了操作人员的工作强度。