一种基于冷轧过程数字孪生体的板形调控功效获取方法技术

本发明专利技术的一种基于冷轧过程数字孪生体的板形调控功效获取方法以获取考虑工作辊热凸度的影响因素的更符合实际轧制条件的板形调控功效系数为目标，对轧辊周向的热边界条件进行了设定，通过建立的冷轧工作辊温度场有限元模型预测了工作辊热凸度。将工作辊热凸度与限元模型进行耦合构建冷轧过程数字孪生体，并模拟不同板形调解机构如工作辊弯辊、中间辊弯辊及中间辊横移参与调控时带钢出口厚度和带钢纵向纤维条相对长度差，计算获取了各板形调控执行机构调控功效系数曲线。本发明专利技术方法考虑了工作辊热凸度影响获取的调控功效系数曲线更贴近实际生产工况，对冷轧现场提高板型调控效率，提高冷轧带材产品质量具有实际意义。提高冷轧带材产品质量具有实际意义。提高冷轧带材产品质量具有实际意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于冷轧过程数字孪生体的板形调控功效获取方法


[0001]本专利技术属于冷轧
，涉及一种基于冷轧过程数字孪生体的板形调控功效获取方法。

技术介绍

[0002]冷轧板带材广泛应用于汽车制造、航空、家用电器及食品包装等行业，深加工、高品质、高附加值的带材产品越来越受生产者及消费者的青睐，但这些下游产业对带钢几何形状和尺寸精度的要求越来越高，因此提升冷轧板形的计算精度十分必要。
[0003]现代先进的冷轧机通常具备多种板形调节手段，如工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移等。在实际生产中，需要综合利用各种板形调节手段，通过调节效果的相互配合，达到消除板形偏差的目的。当前现场应用的板形控制模型开始以调控功效系数来定量地描述各种板形调节手段的性能，调控功效系数作为多变量最优板形闭环反馈控制算法的基础，可以综合考虑单个执行机构对板形的控制效果，描述不同执行机构的调控特性，实现对冷轧板形的高精度控制。目前获取调控功效系数的方法主要为有限元法与数据驱动算法，由于现场在线获取工作辊热凸度的变化十分困难，因此现有获取的板形调控功效系数均未考虑工作辊热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于冷轧过程数字孪生体的板形调控功效获取方法，其特征在于，包括：步骤1：采集冷轧现场轧机尺寸参数、生产工艺参数、乳化液性质参数以及带钢和轧辊材料参数；步骤2：根据步骤1采集的参数建立冷轧工作辊温度场有限元模型，并计算轧制稳定阶段的工作辊温度场的横向温度分布数据；步骤3：通过温度分布数据对比验证冷轧工作辊温度场有限元模型的准确性；步骤4：将步骤2获取的横向温度分布数据作为热载荷，实现工作辊几何模型和冷轧工作辊温度场有限元模型的热
‑
结构耦合，获取轧制稳定阶段的工作辊热凸度结果；步骤5：根据步骤1中现场采集的生产工艺参数与轧机尺寸参数及工作辊热凸度建立冷轧过程数字孪生体，并对冷轧过程进行模拟计算；步骤6：将现场实测轧制力数据和带钢出口厚度数据与步骤5中模拟计算数据对比，验证冷轧过程数字孪生体的精度；步骤7：在生产工艺参数设定的最大范围允许内分别改变工作辊弯辊力、中间辊弯辊力和中间辊横移量的参数设定，获取不同板形调控执行机构下的带钢出口厚度的分布与带钢纵向纤维条相对长度差的分布；步骤8：根据板形调控功效系数的定义，以及不同板形调节机构投入时轧后带刚纤维条长度差数据，计算获取工作辊弯辊力、中间辊弯辊力和中间辊横移量的调控功效系数曲线，定量地描述了各种板形调节机构对板形的调控能力，据此精确的控制板形。2.如权利要求1所述的基于冷轧过程数字孪生体的板形调控功效获取方法，其特征在于：(1)冷轧现场轧机尺寸参数包括：支撑辊中间辊尺寸参数和工作辊的尺寸参数；(2)生产工艺参数包括：工作辊与带钢间的摩擦系数μ，无量纲；带钢的轧前初始厚度h
in
，mm；带钢的轧后厚度h
out
，mm；带钢宽度W0，mm；轧制压下率ε，无量纲；轧制过程的前张力与后张力σ
b
,σ
f
，MPa；轧辊半径R，mm；轧制速度v
R
，m/min；带钢的变形抗力σ
s
，MPa；工作辊弯辊力，kN；中间辊弯辊力，kN；中间辊横移量，mm；轧制力P，kN；工作辊初始温度T
w0
，℃；(3)乳化液性质参数包括：乳化液浓度C，无量纲；
乳化液初始温度T
e0
，℃；强水冷区乳化液与工作辊的换热系数h
str
，W
·
(m
·
K)
‑1；弱水冷区乳化液与工作辊的换热系数h
weak
，W
·
(m
·
K)
‑1；(4)带钢和轧辊材料参数包括：带钢与工作辊密度ρ
s
,ρ
w
，kg
·
m
‑3；带钢与工作辊的弹性模量E
s
,E
w
，GPa；带钢与工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇峰，李旭，赵梅瑛，环鹏程，邸洪双，张殿华，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：