一种轧制力和轧制温度相互迭代的计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种乳制力和乳制温度相互迭代的计算方法。
【背景技术】
[0002] 在钢板热连乳乳制过程中，乳制规程是制定热乳生产工艺最基本的内容之一。而 乳制规程的好坏，直接影响后续控制的难度和决定最终产品的质量，所以制定合理的乳制 规程对提高钢板带生产质量具有重大的意义。而要制定合理的乳制规程，准确的数学模型 是关键。其中，乳制力预测模型，乳制温度预测模型为乳制规程制定过程中的关键模型。准 确的预测在钢板乳制过程中乳制力和乳制温度的大小为合理制定乳制规程的最基本的保 障。在热连乳过程中，乳制温度直接影响着乳件在乳制过程中的变形抗力大小进而影响着 乳制力的大小，而另一方面，乳件因摩擦、塑性变形引起的温度变化多少又与乳制力大小直 接相关，所以，乳制温度和乳制力之间存在着热力耦合关系。而在现有技术中，在计算乳制 力和乳制温度时，都是将两个模型分开计算，人为的分离了乳制力和乳制温度的相互影响， 从而导致所预测的乳制力和乳制温度与实测值存在一定的误差。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种乳制力和乳制温度相互迭 代的计算方法。将将乳制力和温度计算当成一整体，还原乳制力和乳制温度相互影响的实 际情况，以达到同时提高乳制力和乳制温度预测精度的效果。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现：
[0005] 本发明所涉及的乳制力和乳制温度相互迭代的计算方法，实现步骤如下：
[0006] 1、一种乳制力和乳制温度相互迭代的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007] 1)取计数器i=1，其中i为正整数且i彡1，计算考虑压扁后的变形区接触弧长 的水平投影& =^/^，_ ;预设定压扁后乳辊半径民'、平面变形抗力I以及摩擦系数yi 初始值，即Ri' =1?，1^=1(。，1^=y。，!?为工作辑原始半径，mm，Ah=H_h为压下量，H、h分别为板带入口、出口厚度，mm，K。为平面变形抗力初始值，MPa，y。为摩擦系数初始值； g+b
[0008] 2)确定乳制力P1=BHQp，kN;式中，氧i =二^为变形区内乳件的平均宽度， A B、b分别为乳前、乳后板宽，mm;QP为平面应力状态系数；
[0009] 3)根据步骤2)确定的乳制力Pi，确定压扁后乳辊半径心广卻+^)，mm;根 m 据压扁后乳親半径Ri+1 '计算接触弧长1#：^ ===^^TT;
[0010] 4)根据步骤2)确定的乳制力Pi，计算乳制温度°C;其中，因塑性变形而产生 的温升
°C;其中，p为乳件比重，kg/m3;c为乳件比热，X/(kg?m3)， nP为塑性变形热效率系数；摩擦温升
°C;其中，nf为摩 擦热效率系数，f为前滑值，b为后滑值；
[0011] 5)根据步骤4)所得到的乳制温度，计算变形抗力
MPa， 根据变形抗力〇sl计算平面变形抗力K1+1=l. 155〇S1，其中，e为真应变；:&为变形速率，
为热力学温度，K;al~a4为待定系数；
[0012] 6)根据步骤4)所得到的乳制温度h，计算摩擦系数y1+1 = mKjO. 877-0. 0039^)，其中，&为与乳辊材质及表面状态有关修正系数，K2为与乳制材 料种类有关修正系数；K3为与乳制速度有关修正系数，K4为张力影响系数；
[0013] 7)确定乳制力p1+1，其中 'Pi+iKi+iQpBmlj(i+i)，
[0014] 8)判断是否满足收敛条件| (p1+1-Pl)/Pl | < 10 5;
[0015] 9)若不满足收敛条件，则进行如下步骤：
[0016] ①计蕖
[0017] ②计算乳制温度ti+1，其中，在计算乳制温度ti+1时，
[0018] ③更新乳制力、乳制温度和压扁后乳辑半径，即Pi=pi+1，ti=ti+1，Ri+1' =Ri+2' ； 计算器i自增1，即i=i+1
[0019] 然后返回步骤5);
[0020] 10)若满足收敛条件，则乳制力p1+1作为最终乳制力，并根据此乳制力p1+1计算得 到最终乳制温度t1+1。
[0021] 与现有技术相比，本发明有益的技术效果是：基于实际生产过程中乳制力和乳制 温度相互影响的客观事实，采用数值循环的方法，将乳制温度和乳制力的计算过程当做一 整体，来达到同时提高乳制力和乳制温度的技术效果，以减少计算误差，提高模型预测精 度。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0024] 请参阅图1，图1为本发明的计算流程图。
[0025] 本发明所涉及的乳制力和乳制温度相互迭代的计算方法，实现步骤如下：
[0026] 1、一种乳制力和乳制温度相互迭代的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0027] 1)取计数器i=1，其中i为正整数且i彡1，计算考虑压扁后的变形区接触弧长 的水平投影4 ，mm;预设定压扁后乳辊半径民'、平面变形抗力I以及摩擦系数yi 初始值，即Ri' =1?，1^=1(。，1^=y。，!?为工作辑原始半径，mm，Ah=H_h为压下量，H、h分别为板带入口、出口厚度，mm，K。为平面变形抗力初始值，MPa，y。为摩擦系数初始值；
[0028] 2)确定乳制力PfBUQpkN;式中，B=￥为变形区内乳件的平均宽度，B、 b分别为乳前、乳后板宽，mm;QP为平面应力状态系数；
[0029] 3)根据步骤2)确定的乳制力Pi，确定压扁后乳辊半径4+1'=即+A)，mm;根 BnAh 据压扁后乳辊半径R1+1 '计算接触弧长#錢;
[0030] 4)根据步骤2)确定的乳制力Pi，计算乳制温度ti，°C;其中，因塑性变形而产生 的温汧
f°C;其中，P为乳件比重，kg/m3;c为乳件比热，J/(kg?m3)， nP为塑性变形热效率系数；摩擦温升
°C;其中，nf为摩 擦热效率系数，f为前滑值，b为后滑值；
[0031] 5)根据步骤4)所得到的乳制温度h，计算变形抗力
根据变形抗力〇sl计算平面变形抗力K1+1=l. 155〇S1，其中，e为真应变；r为变形速率，
为热力学温度，K;al~a4为待定系数；
[0032] 6)根据步骤4)所得到的乳制温度h，计算摩擦系数y1+1 = mKjO. 877-0. 0039^)，其中，&为与乳辊材质及表面状态有关修正系数，K2为与乳制材 料种类有关修正系数；K3为与乳制速度有关修正系数，K4为张力影响系数；
[0033] 7)确定乳制力p1+1，其中 'Pi+iKi+iQpBmlj(i+i)，
[0034] 8)判断是否满足收敛条件| (p1+1-Pl)/Pl | < 10 5;
[0035] 9)若不满足收敛条件，则进行如下步骤：
[0036]①计算
[0037] ②计算乳制温度ti+1，其中，在计算乳制温度ti+1时，
[0038] ③更新乳制力、乳制温度和压扁后乳辑半径，即Pi=pi+1，ti=ti+1，Ri+1' =Ri+2'； 计算器i自增1，即i=i+1
[0039] 然后返回步骤5);
[0040] 10)若满足收敛条件，则乳制力p1+1作为最终乳制力，并根据此乳制力p1+1计算得 到最终乳制温度t1+1。
[0041] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内。
【主权项】
1. 一种乳制力和乳制温度相互迭代的计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 取计数器i = 1，其中i为正整数且i多1，计算考虑压扁后的变形区接触弧长的水 平投景，_ ;预设定压扁后乳辊半径民'、平面变形抗力Ki以及摩擦系数y ^刀 始值，即民' y。，!?为工作辑原始半径，mm，Ah = H_h为压下量，H、h分 别为板带入口、出口厚度，mm，K。为平面变形抗力初始值，MPa，y。为摩擦系数初始值； n,u2) 确定乳制力P1= BHQpkN ;式中，尾,=+为变形区内乳件的平均宽度，B、b分 别为乳前、乳后板宽，mm ;QP为平面应力状态系数； 3) 根据步骤2)确定的乳制力Pi，确定压扁后乳辊半| im ;根据压 扁后乳辊半径R1+1'计算接触弧44) 根据步骤2)确定的乳制力Pi，计算乳制温度h，°C ;其中，因塑性变形而产生的温 升：；其中，P为乳件比重，kg/m3;c为乳件比热，X/(kg ^3)，nP为 塑性变形热效率系数；摩擦温；，°C ;其中，nf为摩擦热 效率系数，f为前滑值，b为后滑值； 5) 根据步骤4)所得到的乳制温度h，计算变形抗戈，MPa，根据 变形抗力〇 S1计算平面变形抗力K 1+1= 1. 155 〇 S1，其中，e为真应变；￡为变形速率，s S为热力学温度，K ;al~a4为待定系数； 6) 根据步骤4)所得到的乳制温度h，计算摩擦系数y 1+1= mKjO. 877-0. 003叫）， 其中，I为与乳辊材质及表面状态有关修正系数，K 2为与乳制材料种类有关修正系数；K 3为 与乳制速度有关修正系数，K4为张力影响系数； 7) 确定乳制力pi+1，其中，pi+1= K i + lQpBmld(i + l)， 8) 判断是否满足收敛条件| (p1+1-Pl)/Pl| < 105; 9) 若不满足收敛条件，则进行如下步骤： ① 计I② 计算乳制温度ti+1，其中，在计算乳制温度ti+1时：③ 更新乳制力、乳制温度和压扁后乳辑半径，即Pi= Pi+1，ti= ti+1，Ri+1'=Ri+2'；计算 器i自增1，即i=i+l然后返回步骤5); 10)若满足收敛条件，则乳制力P1+1作为最终乳制力，并根据此乳制力P 1+1计算得到最 终乳制温度t1+1。
【专利摘要】本发明涉及一种轧制力和轧制温度相互迭代的计算方法，初步计算轧制力后，根据所得轧制力计算相应的轧辊压扁半径和轧制温度，根据计算所得的轧制温度计算变形抗力、摩擦系数以达到根据轧制温度计算轧制力的目的，然后比较前后所计算的轧制力是否基本相等，若二者相差很小，也即达到了收敛条件，则迭代结束，取最后计算得到的轧制力、轧制温度作为计算结果。若不满足收敛条件，则根据所计算的轧制力再次计算轧辊压扁半径和轧制温度，然后根据轧制温度再次计算轧制力，并再次判断是否达到收敛条件。本发明考虑到了在现实生产过程中轧制力、轧制温度二者相互影响，存在着热力耦合的事实，通过数值迭代的方法，将轧制力和轧制温度的计算过程当做一个整体，还原轧制力和轧制温度相互影响的客观情况，以同时提高轧制力和轧制温度模型的预测精度。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105022923
【申请号】CN201510423680
【发明人】范彬, 熊志宏, 谢强, 尹旭妮, 周超伦
【申请人】湖南城市学院
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月19日