冷轧机板形调节能力分析方法的研究与应用

某六辊连续变凸度(Continuously variable crown,CVC)冷轧机组装备了工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊窜辊等多种板形控制方式,较四辊轧机有着更宽的凸度调节域,但仍难以调节窄带钢出现的边中复合浪。在对各种方式的效应函数之间的差别进行分析后,提出以一组相互正交的矢量,称为特征矢量,描述轧机整体的板形调节特性。进而以特征矢量与某一板形缺陷之间的相似度的平方和判断该缺陷能否被消除。经分析,该轧机板形调节特征矢量与窄带钢边中浪之间的相似度过低是导致其难以消除的原因。相应提出在第5机架采用单侧倒角工作辊,并降低工作辊弯辊力的解决方案。该方案已用于实际生产,在消除带钢边中浪方面取得明显效果,所轧带钢边浪基本被消除,中浪得到缓解。     

SI-FLAT板形仪检测原理的流固耦合振动分析

为从力学本质上揭示SI-FLAT非接触式板形仪的检测原理,基于薄板流固耦合振动理论,建立了薄板振幅与残余应力关系的数学模型.在非协调Föppl-von Kármán方程组的平衡方程中引入惯性项与流体压强项,利用气动载荷在时间上的周期性将流体速度函数、流体压强函数、薄板挠度函数和薄板应力势函数的时间变量分离出来,得到描述SI-FLAT板形仪稳定工作状态的偏微分方程组.进一步利用分离变量法求解该方程组,最终建立起薄板振幅与残余应力的数学关系.同时结合实测残余应力数据,利用Siemens提出的振幅-残余应力模型反算得到实际薄板振幅分布,并将其与流固耦合振动模型计算的振幅进行对比,验证了提出的数学模型的可靠性.进一步利用流固耦合振动模型分析了气泵进风口流体速度、检测距离和激振频率对振幅的影响,为SI-FLAT板形仪科学合理的利用提供了理论依据.      

超宽带钢典型板形缺陷向量提取方法

提出了从带钢板形数据中提取典型板形缺陷向量的方法,即先对带钢板形缺陷进行初级分类,再根据带钢应力之间的相似度提取出单位典型板形向量,最后采用k均值聚类算法求解出典型比值系数.针对提取出的带钢单位典型板形向量而设计出的单侧倒角工作辊,经过大规模的轧制试验,所轧宽带钢板形质量较好,综合平坦度均小于5 IU（1 IU=10_-5）,基本消除边中复合浪为主的复杂浪形缺陷.      

冷连轧机带钢表面振纹实测研究

针对某厂2180mm冷连轧机在轧制汽车面板时出现的振纹问题,进行了现场连续综合测试.基于对轧制周期内振动信号的分析、比较,掌握了该轧机的振动特征和振动形态,确定了轧机的起振次序.结合轧机的机械固有特性,找到了导致轧机振动的主要来源,即减速机中齿轮1和齿轮2的啮合冲击,据此提出了振纹的抑制措施.生产实际表明,抑振措施对振动及振纹的消除具有较好效果.     

超宽冷轧机带钢板形特征聚类分析

为准确掌握超宽冷轧机不同宽度带钢的板形特征,以某2180 mm超宽冷轧机1900 mm宽度带钢实测板形数据为研究对象,借鉴‘大数据’的思想,结合数据挖掘领域中聚类分析方法,提出基于网格和密度的板形特征聚类方法,并以此方法对几种典型带钢宽度的大量板形实测数据进行分析,得到不同宽度带钢的板形特征.以分段函数对板形特征进行多项式表达,得到不同宽度带钢的板形特征参数化分析结果.提出的基于网格和密度的板形特征聚类与分析方法,能够快速准确地对大量板形实测数据进行分析,提取出长期生产过程中板形缺陷特征并得到参数化表达,从而为冷连轧机,特别是超宽带钢冷连轧机的辊形改进和控制策略优化提供数据基础.      

基于小波和小波分形的冷连轧机振动识别方法

针对2180 mm冷连轧机振纹现象的随机性和隐蔽性的特点,基于小波分析和分形理论,系统地研究了能够准确地识别轧机振动的方法.对典型工况下轧机振动信号的分析结果显示,两种方法均能有效地识别轧机振动的现象,为在复杂振动环境下识别振纹振动提供了有效途径,这对于实时监测轧机的运行状况,避免恶性生产事故的发生,进而实现预知轧机振动具有积极的现实意义.      

基于非协调F?ppl-von Kármán方程组的冷轧带材后屈曲分析

为了揭示冷轧带材前屈曲面内残余应力与后屈曲挠度、后屈曲残余应力的关系,引入非协调F?ppl-von Kármán方程组,建立了两边自由无限长带条后屈曲的非线性偏微分方程组边值问题模型。根据冷轧带材后屈曲挠度具有轧制方向单波长周期性变化的特点,将非线性偏微分方程组边值问题分离变量而形成非线性常微分方程组边值问题。将边值问题中涉及的各物理量无量纲化,并分析这些物理量的数量级,进而确定出带有待定系数的无量纲挠度函数的形式。然后将总势能写成只与无量纲挠度函数有关的形式,并利用Ritz法确定各待定系数。最后采用其他文献中的计算结果与本文提出方法的计算结果进行对比,发现较为吻合,并解释了产生误差的原因。同时针对某冷轧厂产品计算出后屈曲释放后的残余应力,并计算了使带钢保持平直的最小张应力,为板形仪的合理应用提供了参考。     

基于平面弹性复变方法的冷轧带钢分布位错--残余应力模型

为揭示冷轧带钢可见浪形的形成机理,通过实测残余应力值计算分布位错,提出分布位错-残余应力模型.利用平面弹性复变方法计算弹性平板中一条带有典型分布位错的直线粘接边界所产生的应力场,分析该应力场的特点及多条互相平行的带有分布位错的直线粘接边界所产生应力场间的相互影响.同时结合实测数据,给出实际分布位错的计算结果,其对应的残余应力近似值与残余应力实测值误差较小,且这一方法具有一般性.进一步分析分布位错,给出带钢屈曲挠度函数的形式,与现场实际起浪形式相吻合.