带钢拉矫延伸率、张力损失计算方法及裂纹风险评估方法技术

本发明专利技术提供一种带钢拉矫延伸率、张力损失计算方法及裂纹风险评估方法，属于带钢精整技术领域。带钢拉矫延伸率计算方法：获取拉矫设备的参数，所述带钢经过辊子时的形状为抛物线形，计算得到带钢经过每个辊子后的残余延伸率，累加带钢经过各个辊子后的残余延伸率。带钢拉矫裂纹风险评估方法：采用上述的带钢拉矫延伸率计算方法，计算得到带钢拉矫后的延伸率，并判断带钢拉矫过程中是否存在裂纹风险；带钢拉矫张力损失的计算方法：带钢在拉矫过程中的变形类型为单侧塑性变形或双侧塑性变形，采用上述的带钢拉矫延伸率计算方法，分别计算得到带钢经过每个辊子后的残余延伸率，得到对应辊子的张力损失，将张力损失累加，得到总的张力损失。张力损失。张力损失。

【技术实现步骤摘要】
带钢拉矫延伸率、张力损失计算方法及裂纹风险评估方法


[0001]本专利技术涉及带钢精整
，特别是涉及一种带钢拉矫延伸率、张力损失计算方法及 裂纹风险评估方法。

技术介绍

[0002]拉矫机是采用拉伸与弯曲的联合作用，使得带钢中产生形状不平的短纤维组织和长纤维 组织同时被延伸拉长，在它们弹性收缩之后，由于张应力所产生的永久塑性变形表现为延伸 形式，造成出口板带材的纵向内应力值相同，且方向一致，从而达到矫直的目的。拉矫机用 作破鳞装置可有效降低酸液消耗并显著提高机组速度，用于带钢精整处理可有效消除瓢曲、 浪形和镰刀弯等三维形状的板形缺陷。与张力矫直机相比，拉矫机所需的张力小得多，不会 发生断带事故，也不会影响到带钢的质量，且拉矫机几乎适用于所有的带材加工作业线和各 种金属材料，所以得到了广泛的应用。
[0003]但是，目前拉矫机延伸率计算结果的误差通常都较大，其原因在于：一方面在计算时直 接将拉矫过程带钢的上下表面及中心层都当成塑性变形来处理，实际上随着压下量的不同会 发生纯弹性变形、单侧塑性变形和双侧塑性变形等不同情况，而且中心层也有可能没有发生 塑性变形，这样导致计算结果与实际误差较大；另一方面难以准确计算拉矫过程带钢的弯曲 曲率半径，认为曲率半径就是弯曲辊半径的做法与实际情况严重不符，而采用实验模型计算 曲率半径的方法则适应性极差，有时甚至会得到错误的结果；再者，很多计算模型和方法均 没有考虑拉矫过程带钢发生的弹性回复，导致计算结果不够准确。拉矫延伸率精确计算方法 的缺乏使得无法确定合理的弯曲辊和矫直辊的压下量，直接影响到拉矫破鳞机的破鳞效果和 精整拉矫机的板形控制质量，在处理强度高且塑性差的材料时，还可能由于延伸率计算不准 确导致表面应力超过了材料的强度极限而出现裂纹，不仅影响到带钢的表面质量，还会直接 造成废品。。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种带钢拉矫延伸率、张力损失 计算方法及裂纹风险评估方法，用于解决现有技术中拉矫机延伸率计算结果误差较大的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种带钢拉矫延伸率计算方法，所述带钢 经过辊子时的形状为抛物线形，包括以下步骤：
[0006]获取拉矫设备的参数；
[0007]根据带钢经过辊子时的形状、带钢在拉矫过程中的变形类型及所述拉矫设备的参数，分 别计算得到带钢经过每个辊子后的残余延伸率；
[0008]累加带钢经过各个辊子后的残余延伸率，获得带钢拉矫后的延伸率。
[0009]可选地，根据带钢中性层曲率半径的预设求解范围及预设初始值判断所述带钢在拉矫过 程中的变形类型；
[0010]根据带钢经过辊子时的形状、所述带钢在拉矫过程中的变形类型及所述拉矫设备的参数， 计算得到带钢中性层的曲率半径；
[0011]获取所述带钢中性层曲率半径计算值与初始值之间差值的绝对值；
[0012]若所述绝对值小于等于预设求解误差，则带钢中性层的曲率半径等于所述计算值；
[0013]若所述绝对值大于预设求解误差，则根据所述计算值重新判断带钢在拉矫过程中的变形 类型，并计算带钢中性层的曲率半径的新的计算值，直至所述新的计算值与上一次计算值的 差值的绝对值小于等于预设求解误差，此时，带钢中性层的曲率半径等于所述新的计算值；
[0014]根据所述带钢中性层的曲率得到带钢经过对应辊子后的残余延伸率。
[0015]可选地，根据所述带钢中性层曲率半径确定带钢中性层的偏移量，根据所述偏移量确定 所述带钢在拉矫过程中的变形类型。
[0016]可选地，M为带钢所受的弯矩，带钢在拉矫过程中的变形类型包括纯弹性变形、单侧塑 性变形及双侧塑性变形；
[0017]对于纯弹性变形：
[0018]M＝BkEh312；
[0019]对于单侧塑性变形：
[0020][0021]对于双侧塑性变形：
[0022][0023]其中B为带钢宽度，k为带钢曲率，E为带钢弹性模量，h为带钢厚度，λ为带钢的强化 系数，λ＝E1/E，E1为带钢的强化模量，z
n
为中性层偏移量，c为弹性核厚度。
[0024]可选地，带钢中性层的曲率半径ρ＝2M/(T
·
sinα
·
tanα)；
[0025]其中，T为带钢所受的张力，α为带钢所受张力作用的方向与所述抛物线顶点的切线方 向之间的夹角。
[0026]可选地，采用带钢曲率半径、中性层偏移量和弯矩计算带钢中心层弹性回复后的残余延 伸率，
[0027]残余延伸率ε
c
＝z
n
/ρ
‑
z
n
M/(EI)，其中I为带钢的惯性矩。
[0028]可选地，α＝θ+δ
‑
β，β，
[0029]其中P为压下量，R为对应辊子的半径，L为对应辊子在带钢运动方向上与相邻辊子之 间的辊距。
[0030]可选地，单侧塑性变形包括：
[0031]带钢的一侧发生弹塑性变形而中心层和另一侧只发生弹性变形的情况，以及
[0032]带钢的一侧和带钢的中心层均发生弹塑性变形，而带钢的另一侧发生弹性变形的情况；
[0033]双侧塑性变形包括：
[0034]带钢的两侧均发生弹塑性变形而带钢的中心层发生弹性变形的情况，以及
[0035]带钢的两侧和中心层均发生弹塑性变形的情况。
[0036]本专利技术还提供一种带钢拉矫裂纹风险评估方法，包括以下步骤：
[0037]采用如上所述的带钢拉矫延伸率计算方法，计算得到带钢拉矫后的延伸率；
[0038]所述带钢拉矫后的延伸率包括带钢表面的总延伸率，根据所述带钢表面的总延伸率确定 带钢拉矫时带钢的表面所受到的应力；
[0039]带钢拉矫时带钢的表面所受到的应力超过带钢的抗拉强度，则判断带钢拉矫过程中存在 裂纹风险。
[0040]本专利技术还提供一种带钢拉矫张力损失的计算方法，包括以下步骤：
[0041]带钢在拉矫过程中的变形类型为单侧塑性变形或双侧塑性变形；
[0042]采用如上所述的带钢拉矫延伸率计算方法，分别计算得到带钢经过每个辊子后的残余延 伸率；
[0043]根据带钢经过对应辊子后的残余延伸率，得到对应辊子的张力损失；
[0044]将各个辊子的张力损失累加，得到带钢在拉矫过程中总的张力损失。
[0045]如上所述，本专利技术提供的一种带钢拉矫延伸率、张力损失计算方法及裂纹风险评估方法， 具有以下有益效果：由于本法在计算过程中判断带钢在拉矫过程中的变形类型，并根据变形 类型计算获得延伸率，因此本专利技术的计算结果准确，为确定合理的拉矫机压下量提供依据， 可有效防止带钢表面应力超过强度极限而出现裂纹，保证带钢良好的表面质量。
附图说明
[0046]图1为本专利技术实施例中拉矫机的结构示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带钢拉矫延伸率计算方法，其特征在于：所述带钢经过辊子时的形状为抛物线形，包括以下步骤：获取拉矫设备的参数；根据带钢经过辊子时的形状、带钢在拉矫过程中的变形类型及所述拉矫设备的参数，分别计算得到带钢经过每个辊子后的残余延伸率；累加带钢经过各个辊子后的残余延伸率，获得带钢拉矫后的延伸率。2.根据权利要求1所述的带钢拉矫延伸率计算方法，其特征在于：根据带钢中性层曲率半径的预设求解范围及预设初始值判断所述带钢在拉矫过程中的变形类型；根据带钢经过辊子时的形状、所述带钢在拉矫过程中的变形类型及所述拉矫设备的参数，计算得到带钢中性层的曲率半径；获取所述带钢中性层曲率半径计算值与初始值之间差值的绝对值；若所述绝对值小于等于预设求解误差，则带钢中性层的曲率半径等于所述计算值；若所述绝对值大于预设求解误差，则根据所述计算值重新判断带钢在拉矫过程中的变形类型，并计算带钢中性层的曲率半径的新的计算值，直至所述新的计算值与上一次计算值的差值的绝对值小于等于预设求解误差，此时，带钢中性层的曲率半径等于所述新的计算值；根据所述带钢中性层的曲率得到带钢经过对应辊子后的残余延伸率。3.根据权利要求2所述的带钢拉矫延伸率计算方法，其特征在于：根据所述带钢中性层曲率半径确定带钢中性层的偏移量，根据所述偏移量确定所述带钢在拉矫过程中的变形类型。4.根据权利要求1所述的带钢拉矫延伸率计算方法，其特征在于：M为带钢所受的弯矩，带钢在拉矫过程中的变形类型包括纯弹性变形、单侧塑性变形及双侧塑性变形；对于纯弹性变形：M＝BkEh3/12；对于单侧塑性变形：对于双侧塑性变形：其中B为带钢宽度，k为带钢曲率，E为带钢弹性模量，h为带钢厚度，λ为带钢的强化系数，λ＝E1/E，E1为带钢的强化模量，z
n
为中性层偏移量，c为弹性核厚度。5.根据权利要求4所述的带钢拉矫延伸率计算方法，其特征在于：带钢中性层的曲率半径ρ＝2M/(T
·
sinα

【专利技术属性】
技术研发人员：梁勋国，
申请(专利权)人：中冶赛迪技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：