非穩(wěn)態(tài)軋制.ppt

非穩(wěn)態(tài)軋制過程研究現(xiàn)狀 研2011 非穩(wěn)態(tài)軋制過程研究 研究方法 1 建立研究模型 動(dòng)力學(xué)模型 控制系統(tǒng)模型 2 模型的有限元模擬研究?jī)?nèi)容 1 非穩(wěn)態(tài)軋制的控制2 軋機(jī)振動(dòng)3 非穩(wěn)態(tài)潤(rùn)滑與摩擦4 影響非穩(wěn)態(tài)軋制的因素 非穩(wěn)態(tài)軋制的控制 論文 薄帶鋼冷連軋非穩(wěn)態(tài)軋制過程厚度與張力控制研究 文章以某1420冷連軋機(jī)為背景 針對(duì)冷連軋非穩(wěn)態(tài)軋制過程的厚度與張力控制展開研究 取得以下結(jié)論 1 冷連軋非穩(wěn)態(tài)軋制階段厚度 張力控制遇到的問題主要是控制層面而非工藝層面的問題 在軋制過程中 影響厚度和機(jī)架間張力的干擾很多 概括起來可以分為以下四類 1 系統(tǒng)自身攝動(dòng)及未建模動(dòng)態(tài) 2 軋制過程的非隨機(jī)性強(qiáng)干擾 3 隨機(jī)干擾 4 非穩(wěn)態(tài)階段的不確定性干擾 影響穩(wěn)態(tài)軋制階段厚度及張力控制的干擾在非穩(wěn)態(tài)階段仍然存在而且干擾程度加劇 更主要的是在非穩(wěn)態(tài)軋制階段還有著特有的不確定性干擾 這是造成冷連軋非穩(wěn)態(tài)軋制過程厚度與張力控制困難得根本原因 非穩(wěn)態(tài)軋制的控制 2 針對(duì)冷連軋非穩(wěn)態(tài)軋制過程的特點(diǎn) 在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí) 有必要考慮系統(tǒng)的魯棒性 增強(qiáng)閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性和魯棒性能是提高非穩(wěn)態(tài)軋制過程厚度與張力控制水平的關(guān)鍵 3 以魯棒 分析為工具 以魯棒穩(wěn)定性和魯棒性能為評(píng)價(jià)指標(biāo) 對(duì)某1420冷連軋機(jī)成品機(jī)架的厚度控制系統(tǒng)進(jìn)行了剖析 在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了魯棒控制器 提高了厚度精度 非穩(wěn)態(tài)軋制時(shí)軋機(jī)振動(dòng) 軋機(jī)在正常軋制時(shí)不存在振動(dòng)現(xiàn)象 但是在非穩(wěn)態(tài)軋制時(shí) 經(jīng)常會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)的原因而發(fā)生嚴(yán)重的設(shè)備事故 這些事故多發(fā)生在軋機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng) 使 600mm 1000mm的傳動(dòng)軸或軋輥斷裂 事故的原因是軋制過程中的軋機(jī)失穩(wěn) 如軋輥與軋件之間打滑 上下軋輥的力矩分配不均勻 前后軋件之間的沖擊以及軋件出口時(shí)扣頭撞擊機(jī)架輥或溜板等 非穩(wěn)態(tài)軋制時(shí)軋機(jī)振動(dòng) 論文1 非穩(wěn)態(tài)軋制時(shí)軋機(jī)振動(dòng)的形態(tài)與評(píng)判 通過對(duì)初軋機(jī)扭振實(shí)測(cè)示波圖的分析 可以得出確定異常工況識(shí)別指標(biāo)及特征 并將有關(guān)參數(shù)與軋制監(jiān)控系統(tǒng)連接 及時(shí)調(diào)整某些參數(shù) 實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定軋制 論文2 非穩(wěn)態(tài)軋制時(shí)軋機(jī)振動(dòng)穩(wěn)定性的數(shù)值分析 文章對(duì)軋機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)建立了一個(gè)力學(xué)模型 得出了系統(tǒng)在非穩(wěn)定自激振動(dòng)下軋制速度與軋制力的關(guān)系 推得軋制力和軋制速度對(duì)系統(tǒng)自激振動(dòng)的影響 從而為軋制生產(chǎn)工藝過程中避免產(chǎn)生自激振動(dòng)提供了可靠的理論依據(jù) 非穩(wěn)態(tài)軋制時(shí)軋機(jī)振動(dòng) 論文3 金屬塑性加工工作界面非穩(wěn)態(tài)潤(rùn)滑軋機(jī)振動(dòng)控制 軋制潤(rùn)滑乳化液的黏度越大 振動(dòng)的臨界速度越低 軋件的出口厚度越小 入口厚度越大 振動(dòng)臨界速度越低 軋件的變形抗力越高 振動(dòng)臨界速度越低 軋輥 軋件的表面粗糙度越高 軋機(jī)振動(dòng)臨界速度越高 軋輥半徑越大 振動(dòng)臨界速度越高 軋機(jī)垂直系統(tǒng)本身的正阻尼 工作輥間阻尼以及壓下油缸阻尼 越大 振動(dòng)臨界速度越高 振幅也越小 軋制速度越高 振幅越大 非穩(wěn)態(tài)軋制時(shí)的潤(rùn)滑與摩擦 論文1 金屬軋制過程工作界面非穩(wěn)態(tài)潤(rùn)滑模型研究 基于非穩(wěn)態(tài)流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論和相應(yīng)的數(shù)學(xué)物理方法 建立了板帶軋制時(shí)工作界面非穩(wěn)態(tài)潤(rùn)滑基本模型 通過入口區(qū)的分析 確定了入口油膜厚度 考慮了非穩(wěn)態(tài)變量如帶張力 軋削速度 入口角等因素對(duì)入口油膜厚度的影響 同時(shí)還分析了入口油膜厚度的頻率響應(yīng)情形 入口油膜厚度幅值與輸入頻率成反比 入口油膜厚度呈周期性的變化 但不是正弦波形 所以整個(gè)軋機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)是非線性的 非穩(wěn)態(tài)工作區(qū)的分析建立在已知的入口油膜厚度基礎(chǔ)之上 通過數(shù)值計(jì)算 定性地分析了后張應(yīng)力 表面平均速度 入口角等參數(shù)對(duì)油膜厚度分布的影響 非穩(wěn)態(tài)軋制時(shí)的潤(rùn)滑與摩擦 論文2 基于一種廣義摩擦公式的金屬非穩(wěn)態(tài)成型過程彈塑性行為的分析 通過理論分析推導(dǎo) 歸納總結(jié)了一個(gè)廣義摩擦公式 同時(shí)應(yīng)用該公式 對(duì)典型金屬成型過程非穩(wěn)態(tài)軋制過程進(jìn)行了三維大變形彈塑性有限元分析 對(duì)軋輥與工件之間的接觸 摩擦 問題 用這種新的摩擦公式進(jìn)行了較精確計(jì)算 對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果 包括軋制力 軋制力矩以及界面間的正應(yīng)力和剪應(yīng)力 進(jìn)行了分析討論 證明廣義摩擦公式是切實(shí)可行的 非穩(wěn)態(tài)軋制時(shí)的潤(rùn)滑與摩擦 論文3 軋制界面非穩(wěn)態(tài)潤(rùn)滑過程系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立及其數(shù)值模擬 1 建立了考慮輥縫非穩(wěn)態(tài)潤(rùn)滑過程軋機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型 該模型以金屬塑性加工界面非穩(wěn)態(tài)潤(rùn)滑理論為基礎(chǔ) 將軋機(jī)垂直振動(dòng)的研究深入到輥縫中 綜合運(yùn)用工作界面上的軋制力模型 界面摩擦模型 工作輥運(yùn)動(dòng)模型構(gòu)成的界面薄膜約束多重耦合模型 2 通過對(duì)某一大型公司2800軋機(jī)的仿真分析 定量地分析了一些主要參數(shù)對(duì)軋機(jī)垂直自激振動(dòng)臨界速度的影響 并對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量 抑制軋機(jī)振動(dòng) 起到了很好的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)作用 影響非穩(wěn)態(tài)軋制的因素 論文 工藝參數(shù)對(duì)非穩(wěn)態(tài)軋制過程的影響規(guī)律研究 采用熱力耦合剛塑性有限元法對(duì)平板精軋機(jī)組的非穩(wěn)態(tài)軋制過程進(jìn)行了仿真 并將仿真結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較 結(jié)果表明所采用的方法對(duì)非穩(wěn)態(tài)軋制過程進(jìn)行仿真是可行并且可靠的 在此基礎(chǔ)上 分析了軋制溫度 前后張力等工藝參數(shù)對(duì)非穩(wěn)態(tài)軋制過程的影響規(guī)律 提出了縮短板帶頭部厚度不考核長(zhǎng)度的措施 通過仿真得出了非穩(wěn)態(tài)軋制過程的軋制溫度及軋制力隨軋制時(shí)間的變化情況 分析了軋制溫度 前后張力等工藝參數(shù)對(duì)軋件頭部出口厚度的影響規(guī)律 分析結(jié)果表明 可以通過控制冷卻液噴射量來減少軋件與冷卻液之間的對(duì)流換熱使板頭保持較高的溫度 也可以通過微調(diào)張力 來減少軋件頭部厚度超差的長(zhǎng)度 提高成材率 非穩(wěn)態(tài)軋制過程的有限元模擬 論文1 平板軋制咬入階段非穩(wěn)定變形的有限元模擬 1 用顯式動(dòng)力學(xué)彈塑性有限元對(duì)平板軋制過程進(jìn)行r數(shù)值模擬 計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符 表明顯式動(dòng)力學(xué)有限元方法可以成功地模擬軋制過程 2 軋件咬入階段的等效應(yīng)力在自由邊界區(qū)域存在明顯的預(yù)應(yīng)力區(qū) 而穩(wěn)定軋制階段只在即將進(jìn)入輥縫的軋件中心區(qū)域存在預(yù)應(yīng)力區(qū) 3 軋件咬人階段軋件頭部的金屬流動(dòng)趨勢(shì)明顯偏離軋制方向 而軋件頭部的位移分布表明咬人階段的非穩(wěn)定變形具有形成頭部凸形和邊部凹形的趨勢(shì) 4 軋件頭部凸形和邊部凹形都隨壓下率的增大而增大 表明壓下率越大 非穩(wěn)定變形越嚴(yán)重 非穩(wěn)態(tài)軋制過程的有限元模擬 論文2 非穩(wěn)態(tài)軋制過程的熱力耦合剛塑性有限元模擬 采用三維大變形熱力耦合剛塑性有限元法對(duì)平板軋制咬入階段進(jìn)行仿真 仿真條件與實(shí)際軋制過程一致 將仿真結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較 結(jié)果表明采用該方法對(duì)非穩(wěn)態(tài)軋制過程進(jìn)行仿真是可行并且可靠的 研究了非穩(wěn)態(tài)階段的軋制力分布特點(diǎn)和軋件的變形特點(diǎn) 分析了軋件表面溫度對(duì)頭部厚躍現(xiàn)象的影響規(guī)律 軋件頭部與本體部分溫差較大是產(chǎn)生頭部厚躍現(xiàn)象的一個(gè)主要因素 軋機(jī)正常軋制時(shí)不存在振動(dòng)現(xiàn)象 但是在非穩(wěn)態(tài)軋制時(shí) 如軋鋼時(shí)咬入軋件 拋出軋件 間隙沖擊 打滑 機(jī)械共振和機(jī)電共振 都使得傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)相當(dāng)大的尖峰力矩 力矩最大尖峰值與軋制力矩穩(wěn)定值的比值稱為扭矩