【技术实现步骤摘要】
板带轧机系统多参数耦合动特性的计算方法
：本专利技术属于金属板带材轧制领域，具体涉及一种板带轧机系统多参数耦合动特性的计算方法。
技术介绍
：板带连轧机组是由多个工作机座及其辅助设备和板带组成的复杂工作系统，每个工作机座是一个多变量、非线性动态系统，并通过板带与其相邻的工作机座相互作用。板带轧机的辊系是由工作辊、支承辊、轴承座等多个可变形体或刚体组成的多体系统，其动态特性直接影响工作机座的稳定性以及板带的表面质量和尺寸精度。轧制过程中，工作辊在其自身变形的同时还与其接触的支承辊和轧件存在相对刚性运动，且轧辊、板带的变形运动与刚性运动相互耦合作用。由于系统涉及变量较多，导致这种耦合作用的机理较为复杂，因此综合考虑轧机辊系刚性运动、板带动力学特性以及轧制参数动态变化三者之间的相互关系，是实现板带轧机轧制过程耦合动力学分析的基础。板带轧机的工作稳定性取决于系统的动力学特性，其中轧机辊系沿垂直、水平方向的刚体运动是影响板带厚度精度和表面质量的主要因素。传统的轧机板形板厚控制系统中缺少了保障轧机工作稳定性的动态控制环节，因此，...
【技术保护点】
1.一种板带轧机系统多参数耦合动特性的计算方法，其特征在于：/n基于传统四辊板带轧机物理模型，作出以下三点假设：/n(1)轧辊为刚性体，用弹性元件代替辊间相互作用；/n(2)板带为弹性体，材料各向同性，本构关系满足胡克定律；/n(3)将板带简化为两端受静力约束的弹性梁模型，不考虑剪切和扭转变形，且在变形前垂直于梁轴线的截面变形后仍垂直于轴线，且保持为一平面；/n计算方法是：/n1)计算轧制参数动态增量/n由轧制理论可知，对于热轧过程轧制力可表示为：/n
【技术特征摘要】
1.一种板带轧机系统多参数耦合动特性的计算方法，其特征在于：
基于传统四辊板带轧机物理模型，作出以下三点假设：
(1)轧辊为刚性体，用弹性元件代替辊间相互作用；
(2)板带为弹性体，材料各向同性，本构关系满足胡克定律；
(3)将板带简化为两端受静力约束的弹性梁模型，不考虑剪切和扭转变形，且在变形前垂直于梁轴线的截面变形后仍垂直于轴线，且保持为一平面；
计算方法是：
1)计算轧制参数动态增量
由轧制理论可知，对于热轧过程轧制力可表示为：
式中：k—变形抗力(MPa)；σm—平均张应力(MPa)，取σm＝0.5σ0+0.5σ1；σ1、σ0—前、后张力(MPa)；B—轧件宽度(m)；QP—应力状态系数；μ—摩擦系数；l—接触弧长度(m)；Dw—轧辊直径(m)；h0—入口厚度(m)；ε—相对压下量；
动态轧制过程中，轧制参数随辊缝的变化而变化，即轧制压力的变化由式(1)可写成下式：
式中：式中l0—轧件入口接触弧长度；l1—轧件出口接触弧长度；
同理轧制力矩的变化可表示为：
△M＝△Pa(3)
式中：a—轧制力臂(m)；
水平力增量：
式中：ΔFs分别为σ0σ1、l0、l1、ε的水平力增量；
其中，前后张应力变化引起的轧制力增量为：
式中：E—弹性模量；—轧辊垂直方向运动的速度；—轧辊转动的角度；f—前滑系数；σ1m—σ1的平均值；v1m—v1的平均值；h1m—h1的平均值；L—相邻机架间的距离；w0(x,t)—入口板带弹性变形；w1(x,t)—入口板带弹性变形；
变形区接触弧长变化引起的轧制力增量：
式中：S3—上工作辊沿垂直方向刚性运动的位移；S4—上工作辊沿水平方向刚性运动的位移；
由压下率引起的轧制力增量为：
综上，将式(5)～(9)代入式(2)中，得到轧制力的变化量：
式中：
其中L0、L1为机架间运动板带长度，且有L0＝L1＝L
由轧制力矩表达式可知轧制力矩的变化量表达式
轧制过程中沿轧制线方向的水平载荷增量为：
式中：ω—工作辊的转动角速度；
2)计算运动板带动特性
由式(15)、(16)可知，入口、出口板带弹性变形w0(x,t)、w1(x,t)将会引起前后张应力的波动，有必要对轧机入、出口处的运动板带进行分析，设板带密度为ρ，建立轧机入口、出口处运动板带的运动微分方程：
式中：A0—入口板带横截面积；I0—入口应变张量不变量；v0—轧件的入口截面速度；
同理，轧机出口处运动板带的运动微分方程
式中：A1—出口板带横截面积；I1—出口应变张量不变量；v1—轧件的出口截面速度；
其中，板带沿轧制线方向的入口、出口轧制速度为：
v0＝v0m+△v0
v1＝v1m+△v1
式中：—工作辊转动角度；
对运动方程(19)、(20)进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：张阳，彭艳，孙建亮，张明，马兴旺，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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