一种中厚板轧件断面形状的计算方法

摘要

一种中厚板轧件断面形状的计算方法，属于轧制技术领域，包括以下步骤：(1)对上支撑辊辊身长度进行划分，计算得到轧件的等份宽度和左右两侧剩余部分，求解上辊系变形；(2)对所求解的上辊系变形，判断上工作辊轴线位移是否满足精度要求，如果满足要求转入步骤(3)，如果不满足重新求解上辊系变形，(3)计算下工作辊挠曲位移，(4)计算轧件断面厚度分布，轧件的断面厚度分布可近似用二次曲线来表示，计算得到的数据利用最小二乘法进行回归即可确定表示轧件断面形状的二次曲线的系数。本发明能够自适应轧制过程中轧件宽度的变化，对轧件使用较少的划分份数仍可以得到满意的计算结果，提高了运算速度。

主权项

1.一种中厚板轧件断面形状的计算方法，其特征是该方法包括以下步骤：(1)对上支撑辊辊身长度进行划分，计算得到轧件的等份宽度和左右两侧剩余部分，求解上辊系变形，包括计算上工作辊与上支撑辊之间的压力q(1)，q(2)，...，q(m)、上支撑辊两侧轴头位移YBL和YBR及上工作辊两侧轴头位移YWL和YWR；$K_{3L}{Y}_{\mathrm{BL}}+K_{3R}{Y}_{\mathrm{BR}}=\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}q\left(j\right)\mathrm{\Delta z}---\left(2\right)Y_B\left(i\right)+q\left(i\right)/K_1-Y_W\left(i\right)=-\frac{R_{\mathrm{CW}}\left(i\right)+R_{\mathrm{CB}}\left(i\right)}{2}---\left(3\right)Y_B\left(i\right)=\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}q\left(j\right)\mathrm{\Delta z}{\alpha }_B(i,j)+(Y_{\mathrm{BR}}-Y_{\mathrm{BL}})[L_5+(i-0.5)\mathrm{\Delta z}]/L_4+Y_{\mathrm{BL}}---\left(4\right)K_{3R}{L}_4{Y}_{\mathrm{BR}}=\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}q\left(j\right)\mathrm{\Delta z}[L_5+(j-0.5)\mathrm{\Delta z}]---\left(7\right)\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}q\left(j\right)\mathrm{\Delta z}=\underset{j=N_1}{\overset{N_2}{\Sigma }}p\left(j\right)\mathrm{\Delta z}+p(N_1-1)\mathrm{\Delta L}+p(N_2+1)\mathrm{\Delta R}+J_L+J_R---\left(13\right)Y_W\left(i\right)=\underset{j=N_1}{\overset{N_2}{\Sigma }}p\left(j\right)\mathrm{\Delta z}{\alpha }_W(i,j)+p(N_1-1)\mathrm{\Delta L\alpha }(i,N_1-1)+p(N_2+1)\mathrm{\Delta Ra}(i,N_2+1)-\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}q\left(j\right)\mathrm{\Delta z}{\alpha }_W(i,j)+(Y_{\mathrm{WR}}-Y_{\mathrm{WL}})[L_5^{\prime }+(i-0.5)\mathrm{\Delta z}]/L_4^{\prime }+Y_{\mathrm{WL}}---\left(14\right)\underset{j=N_1}{\overset{N_2}{\Sigma }}p\left(j\right)\mathrm{\Delta z}[L_5^{\prime }+(j-0.5)\mathrm{\Delta z}]+p(N_1-1)\mathrm{\Delta L}[(N_1-1)\mathrm{\Delta z}-\frac{\mathrm{\Delta L}}{2}]+p(N_2+1)\mathrm{\Delta R}(N_2\mathrm{\Delta z}+\frac{\mathrm{\Delta R}}{2})+L_4^{\prime }{J}_R=\underset{j=1}{\overset{m}{\Sigma }}q\left(j\right)\mathrm{\Delta z}[L_5^{\prime }+(j-0.5)\mathrm{\Delta z}]---\left(15\right)撑辊左右两侧轴承中心位置在垂直方向的位移；YWL，YWR-上工作辊左右两侧轴承中心位置在垂直方向的位移；JL，JR-左右两侧弯辊力；p(j)-轧件和上工作辊之间的压力分布；q(j)-上工作辊与上支撑辊之间的压力分布；L2-上支撑辊辊身长度；L4-上支撑辊两侧轴承中心距离；L\prime 4-上工作辊两侧轴承中心距离；L5-上支撑辊辊身边缘与上支撑辊轴承中心的距离；L\prime 5-上支撑辊辊身边缘与上工作辊轴承中心的距离；YB(i)和YW(i)是第i分割区中心处上支撑辊和上工作辊轴线位移；\alpha B(i，j)和\alpha W(i，j)分别为上支撑辊和上工作辊轴线位移影响函数；RCB(i)和RCW(i)分别为上支撑辊和上工作辊第i单元的轧辊凸度；(2)对所求解的上辊系变形，判断上工作辊轴线位移是否满足精度要求，如果满足要求转入步骤(3)，如果不满足重新求解上辊系变形，上辊系变形的求解过程的收敛条件为：\epsilon ＜\delta ，即最近两次求解的上工作辊轴线位移差小于指定的值，其中：$ ϵ=\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}|Y_W\left(i\right)-Y_W(i-1)|,(3)计算下工作辊挠曲位移；h(i)-初始辊缝分布；h(i)\prime -轧制过程中的辊缝分布，YW(i)-上工作辊轴线位移；\Delta z-单元划分长度，根据计算出的上工作辊的轴线位移为YW(i)，去除上工作辊轴线倾斜位移后即可得到下工作辊的挠曲位移：$ Y_W{\left(i\right)}^{\prime }=Y_W\left(i\right)-\{Y_{\mathrm{WL}}+\frac{Y_{\mathrm{WR}}-Y_{\mathrm{WL}}}{L_4^{\prime }}[L_5^{\prime }+(i-0.5)\mathrm{\Delta z}\left]\right\}---\left(16\right)计算得到的数据利用最小二乘法进行回归即可确定表示轧件断面形状的二次曲线的系数，根据设定辊缝h(i)、工作辊原始凸度RCW(i)和求解出的上、下工作辊轴线位移YW(i)、YW(i)\prime 以及工作辊压扁\delta (i)可以求得实际辊缝，$ h^{\prime }\left(i\right)=h\left(i\right)+2\delta \left(i\right)-2R_{\mathrm{CW}}\left(i\right)+{2Y}_W\left(i\right)-\{Y_{\mathrm{WL}}+\frac{Y_{\mathrm{WR}}-Y_{\mathrm{WL}}}{L_4^{\prime }}[L_5^{\prime }+(i-0.5)\mathrm{\Delta z}\left]\right\}$ =h\left(i\right)+2\delta \left(i\right)-2R_{\mathrm{CW}}\left(i\right)+Y_W\left(i\right)+Y_W{\left(i\right)}^{\prime }考虑调零压力造成轧机牌坊的弹跳，利用下式计算轧件实际的断面厚度分布：$ \mathrm{thick}\left(i\right)=h{\left(i\right)}^{\prime }-\{P_{\mathrm{zerol}}/K_{3L}+\frac{P_{\mathrm{zerol}}/K_{3L}-P_{\mathrm{zeror}}/K_{3R}}{L_4^{\prime }}[L_5^{\prime }+(i-0.5)\mathrm{\Delta z}\left]\right\}---\left(18\right)得到断面厚度分布的数据利用最小二乘法进行回归即可确定表示轧件断面形状的二次曲线的系数。$$$$$$