薄带钢冷连轧横向厚差控制理论及DI材横向厚差控制技术研究

针对软质、宽幅、薄带钢冷连轧过程横向厚差(凸度和边降两个指标描述)的生成与控制问题,运用ABAQUS有限元软件建立冷连轧过程辊系-轧件一体化仿真模型,定义用以反映冷连轧各个机架对成品带钢横向厚差控制的贡献大小的指标——横向厚差控制权重,深入研究冷连轧过程带钢横向厚差的生成、遗传规律和其中凸度与边降的相互耦合影响,探索研究软质薄带钢冷连轧过程中横向厚差控制策略及针对DI材的横向厚差控制技术。仿真研究发现,冷连轧机的前两个机架具有远高于其他机架的横向厚差控制权重,是连轧机组中最适于也最有效的控制横向厚差的机架;一般地,第1机架的权重大于第2机架,但带钢材质越软、厚度越薄,第2机架的权重越大,尤其对于极薄且软的带钢,第2机架可以具有大于第1机架的权重;冷连轧过程中通过板形调控机构调控横向厚差时,各机架处带钢边降与凸度的耦合程度从第1架到第5架逐步提高。结合仿真分析结果,研究提出针对国内某1420冷连轧机的DI材横向厚差控制的总体策略和系列技术,并在生产试验后投入长期稳定使用,使该机组的DI材横向厚差控制精度合格率从过去的76.25%提高至92.10%。     

冷轧超高强钢平直度与断面形状前馈控制技术

针对六机架冷连轧机组超高强钢生产过程中因机架数多、控制工艺复杂、各机架控制能力得不到充分发挥而导致成品平直度与断面形状超差的问题,充分结合六机架冷连轧机组的设备与工艺特点,基于超高强钢冷轧过程平直度与断面形状预报模型,分析了超高强钢冷连轧过程平直度与断面形状前馈控制策略,提出了基于来料的各机架出口目标平直度曲线设定方法,开发了适合于六机架冷连轧机组的超高强钢平直度与断面形状前馈控制技术。将该技术应用到某钢厂六机架冷连轧机组,各机架控制能力得到了充分发挥,成品平直度比该技术应用前提高了12.5%,且断面形状分布更加均匀,具有进一步推广应用的价值。     

基于遗传算法的轧制负荷分配优化

利用遗传算法设计了一种冷连轧轧制负荷分配的优化方法.根据某厂单机架可逆式冷轧机生产工况,以轧制力成比例分配为目标函数进行优化.实验证明,遗传算法在轧制负荷分配计算中,具有算法实现简便、运算速度快等优点,使用该策略能够获得良好的板形及生产的平稳过渡,可用于指导冷连轧生产.     

中国首条铝冷连轧生产线9月投产

日前,世界上最先进的铝冷连轧生产线在西南铝建成并进入调试阶段。这条从德国引进的双机架冷连轧生产线是世界上近15年来兴建的唯一一条铝加工冷连轧生产线,建成投产后,将充分发挥西南铝现有生产线的装备优势,实现制罐料、瓶盖料、铝箔坯料等“高精尖”铝材的规模化、专业化生产。     

基于线性化模型的冷连轧机PI解耦控制系统

冷连轧动态规格变换过程实现控制的主要困难在于冷轧过程中厚度、张力等被控变量之间的相互耦合作用。文中提出了一种基于线性化模型的冷连轧机PI解耦控制方案，仿真结果证明该方法的有效性。     

宽带钢冷连轧机综合耦合模型的建立与分析

宽带钢冷连轧过程中,板形、板厚和张力控制之间存在着很强的耦合关系,相互影响对方的调节功效。为了进一步提高控制精度,进行解耦设计实现解耦控制是十分有效的手段,而其前提和基础就是冷连轧机综合耦合模型的建立和分析。首先,运用轧制理论对轧制过程中板形、板厚和张力控制的各种影响因素进行了系统的分析,然后考虑执行内环的动态特性建立冷连轧机综合耦合模型,以定量地描述轧制过程中辊缝、弯辊力、本架轧辊速度、前架轧辊速度和出口厚度、出口凸度、出入口张力之间的耦合影响关系。最后,基于Matlab/Simulink工具,采用此耦合模型对某冷连轧机末机架的耦合特性进行仿真分析,指出对其进行解耦控制的必要性。     

冷连轧机工作辊温度场与热凸度模型的研究

经过大量的现场试验与理论研究,结合冷连轧高速轧制过程中的设备与工艺特点,以宝钢1220五机架冷连轧机为研究对象,建立了一套冷连轧高速轧制过程中工作辊温度场与热凸度计算模型,给出了相应的计算框图,编制出了与之配套的温度场与热凸度预报软件,达到了相当高的预报精度,具有进一步推广应用的价值.     

钢卷翻转机液压系统介绍

在冶金工业的大型板坯热连轧和冷连轧生产工艺流程中,钢卷或板坯需要利用翻卷机和步进梁进行多次翻转和升降。这些翻转机和步进梁目前大多采用液压传动的。钢卷或板坯随翻转机架一起翻转过程中,当钢卷和翻转机架的重心越过转轴中心时,由于钢卷自重的作用,就有一个自动向下掉落的倾     

冷连轧过程中实用摩擦系数模型及其影响因素的研究

针对冷连轧轧制过程的特点,将理论模型与实际数据相结合,通过大量的现场实测数据分析和回归计算,建立了一套实用的冷连轧轧机的摩擦系数模型,并将其应用于宝钢2030五机架冷连轧轧机的生产实践,同时定量地分析出轧制速度、工作辊轧制长度、平均变形抗力等主要轧制工艺参数对摩擦系数的影响,大大地提高了现场控制精度和产品质量。     

微张力减径过程热力耦合有限元模拟

根据某厂十机架微张力减径机组轧制工艺,采用大变形弹塑性有限元法建立了管坯连轧三维热力耦合计算模型,并对实际工艺过程进行数值计算,得到了连轧过程中轧件的温度场、应变场和应力场分布规律。基于计算结果,分析了管坯壁厚分布规律、机架力能参数分布。所得结果与现场设定、实测结果吻合良好,表明了该计算模型的有效性。该模型可为现场张力减径工艺过程离线分析提供有力帮助。     

基于预测误差法的加速度传感器动态模型参数辨识

加速度传感器动态模型对研究与分析加速度传感器的动态特性与动态误差补偿具有重要作用。针对加速度传感器动态模型的参数辨识,提出了一种基于预测误差法的加速度传感器动态模型参数辨识方法,该方法将加速度传感器的状态空间模型转化为线性带外生输入的自回归滑动平均(ARMAX)模型,获得其最优一步预测输出的表达式,并通过求解加速度传感器最优一步预测输出极小化误差准则函数,实现加速度传感器动态模型参数的最优辨识。实验结果表明,该方法有效地实现了加速度传感器动态模型的参数辨识,所得加速度传感器动态模型具有较高的精度,能描述加速度传感器的动态特性。     

机器人柔性臂动力学建模的D-Holzer法

从改进柔性臂的模化原则出发,提出了多连杆复杂的柔性臂系统动力学建模的更为一般化的简单有效的D-Holzer法。用该法推导了两连杆柔性臂系统的动力学模型,并进行了动力学仿真。     

一类迟滞非线性振动系统建模新方法

用理论和试验相结合的手段研究一类迟滞非线性振动系统的动力建模, 提出一种新的建模方法, 用此方法建立非线性模型用来描述这类系统的动态特性。该模型用非线性刚度和非线性阻尼机理构造, 刚度和阻尼机理由理论和试验推出, 模型中的参数由试验数据辨识。用所建模型重构恢复力——位移迟滞环, 结果表明, 该模型能很好描述这类非线性振动系统的特性, 模型中各参数的重要性得到展示, 提出的建模方法实用且有效。     

Gear dynamic modelling based on the concept of dynamic mesh stiffness: theoretical study and experimental verification

Gear mesh stiffness (GMS) is considered as one of the most important internal excitations affecting the dynamic response of the gear transmission system. In most gear dynamic model established by the lumped parameter method, the GMS is pre-calculated under static condition, and treated as a kind of known input of the gear dynamic model. However, the actual tooth contact state under dynamic operation condition is rather different from that under static condition, which means the variation of GMS should also be evaluated dynamically. In this paper, a new gear dynamic model is established based on the lumped parameter method, where the real-time GMS is used. To validate the proposed gear dynamic model, simulated result has been compared with the experiment result that reported in the literature, and it shows that the proposed gear dynamic model is more reasonable for gear dynamic response prediction.

     

柔性机器人协调操作的动力学建模和轨迹跟踪

首次基于绝对坐标 ,建立了具有柔性关节和柔性臂的机器人协调操作刚性负载的动力学模型。由此推导出了协调操作的正动力学模型。由提出的载荷分配方法 ,以被操作物体质心的实际位置而不是名义刚性位置跟踪期望轨迹 ,建立了柔性机器人协调操作的逆动力学模型。此方法可使机器人非常准确地实现期望轨迹。文中就两个具有柔性关节和柔性臂的机器人协调操作刚性负载为例 ,验证了本方法的有效性     

Elastic dynamic research of high-speed multi-link precision press considering structural stiffness of rotation joints

An elastic dynamic model of high-speed multi-link precision press considering structural stiffness of rotation joints was established by the finite element method. In the finite element model, rotation joint was established by four bar elements with equivalent stiffness, and connected link was established by beam element. Then, the elastic dynamics equation of the system was established, and modal superposition method was used to solve the dynamic response. Compared with the traditional elastic dynamic model with perfect constraint of the rotation joints, the elastic dynamic response value of the improved model is larger. To validate the presented new method of elastic dynamics analysis with stiffness of rotation joints, a related test of slider Bottom dead center (BDC) position in different speed was designed. The test shows that the model with stiffness of rotation joints is more reasonable. So it provides a reasonable theory and method for dynamic characteristics research of sucha multi-link machine.

     

单级齿轮传动系统有限元节点动力学模型及高速动态性能分析

研究用有限元节点建模方法建立考虑轴、齿轮转子陀螺效应的单级齿轮传动系统动力学模型,计算得到系统固有特性,与有限元软件和试验测量得到的结果进行对比,三种方法得到的系统固有频率具有一致性,验证有限元节点动力学模型有效性。由转子动力学稳定性理论计算得到系统的涡动临界转速等高速动态性能参数与响应特征,建立的齿轮轴系动力学模型为高速齿轮系统的设计及稳定性分析提供了基础参考。     

基于空间统计学的机床动力学特性

机床刚度、固有频率等动力学特性随着机床部件位置、姿态在工作空间中的变化而变化。对机床动力学特性的研究不仅需要考虑到机床质量、刚度、阻尼值的大小,还应重视机床加工点的空间位置变化。采用空间统计学方法,以超精密机床固有频率这一关键动力学性能为例,分析机床动力学性能与机床位置姿态之间的数学关系,选取机床动态特性变异函数,建立动力学性能变化预测的Kriging方法模型,研究动力学特性在工作空间中的变化规律以及动力学特性空间信息的表述方法。将所建立的模型与正交多项式方法、径向基神经网络方法、二阶响应面方法等方法建立动力学性能预测分析模型比较,空间统计学Kriging方法所建立的模型R²检验大于0.96,在四种模型建构方式中为精确度最优,能够在完整工作空间中准确地描述机床动力学特性。基于空间统计学的机床动力学特性研究为机床的动力学设计提供了新的设计分析方法及相应的技术支持。     

具有动态约束的齿轮传动模糊优化设计

提出了一种新的齿轮传动优化设计方法,即在齿轮传动静态优化设计数学模型中,引入临界转速比和动载系数作为动态性能约束条件;考虑了约束条件的模糊性,建立了具有动态约束条件的模糊优化数学模型;应用模糊论方法来求解此数学模型,并对实例进行模糊优化设计,结果表明,此方法是有效和实用的。     

含间隙弹性机构动态特性分析

在含间隙刚性连杆机构动力学分析的基础上,建立了含间隙弹性连杆机构动力学模型,计入刚弹耦合作用及间隙对杆件弹性变形的影响,利用该方法对一弹性四连杆机构进行动力分析,采用较为简洁的迭代求解方法,通过算例讨论了几类机构的副反力,杆件变形的情况,计算结果表明,该方法是正确可行的。