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专利号: 2015103987310
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本上无切削的金属机械加工;金属冲压
更新日期:2024-02-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种四辊轧机负载辊缝形状预报方法,其特征在于:它包括以下由计算机执行的步骤:a、以左压下支点为坐标原点,给定四辊轧机设备参数及工艺参数,具体包括:工作辊辊身长度Lw、支撑辊辊身长度Lb、工作辊弯辊缸间距Lfw、压下油缸距离Ls、工作辊直径横向分布函数Dw(y)、支撑辊直径横向分布函数Db(y)、支撑辊辊颈直径db、工作辊弹性模量Ew、工作辊泊松比υw、支撑辊弹性模量Eb、支撑辊泊松比υb、工作弯辊力Fw、工作辊窜辊量Sw、辊间压力左边界坐标ybl、辊间压力右边界坐标ybr、辊间压力多项式最高次数n、计算收敛精度ε;

b、给定轧制压力横向分布多项式,具体包括:轧制压力左边界坐标ywl,轧制压力右边界坐标ywr,轧制压力多项式的最高次数m,轧制压力多项式 c、计算相关参数,初始化辊间压力,具体如下:c1、计算支撑辊辊身惯性矩 支撑辊辊颈惯性矩 支撑辊辊身横截面积  支撑辊辊颈横截面积 工作辊辊身惯性矩 工作辊辊身横截面积c2、计算总轧制力

c3、计算辊间压力多项式各次项系数初始值 令令临时变量

c4、令i=0;

c5、令辊间压力多项式的i次项系数c6、判断i=n是否成立,若成立,则进入d;若不成立,令i=i+1,返回c5;

d、将辊间压力多项式各次项系数a0~an、工作辊辊身左端部刚性位移C1与工作辊辊身右端部刚性位移C2作为未知数,根据辊间变形协调条件及工作辊力与力矩平衡条件形成线性方程组,具体包括:d1、令r=0;

d2、计算

d3、令i=0;

d4、根据莫尔积分法计算辊间压力多项式中i次项在yr点引起的支撑辊挠度影响系数αb(i,yr);

d5、根据莫尔积分法计算辊间压力多项式中i次项在yr点引起的工作辊挠度影响系数d6、判断i=n是否成立,若成立,则进入d7;若不成立,令i=i+1,返回d4;

d7、令i=0;

d8、根据莫尔积分法计算轧制压力多项式中i次项在yr点引起的工作辊挠度影响系数d9、判断i=m是否成立,若成立,则进入d10;若不成立,令i=i+1,返回d8;

d10、根据材料力学计算工作辊弯辊力在yr引起的工作辊挠曲位移d11、计算工作辊与支撑辊间空载间隙△Dwb(yr)=[Dw(Ls/2)-Dw(yr)+Db(Ls/2)-Db(yr)]/

2;

d12、判断r=n是否成立,若成立,则进入d13;若不成立,令r=r+1,返回d2;

d13、根据工作辊力平衡条件建立线性方程如下:d14、根据工作辊力矩平衡条件建立线性方程如下:d15、令r=0;

d16、计算

d17、令i=0;

d18、根据弹性半平面理论计算辊间压力多项式中i次项在yr点引起的辊间弹性压扁影响系数λwb(i,yr);

d19、判断i=n是否成立,若成立,则进入d20;若不成立,令i=i+1,返回d18;

d20、根据辊间变形协调条件形成yr点处的线性方程:d21、判断r=n是否成立,若成立,则进入e;若不成立,令r=r+1,返回d16;

e、求解线性方程组,判断是否收敛,具体如下:e1、利用LU分解法求解步骤d13、步骤d14与步骤d20形成的n+3个方程,得到未知数a0~an、C1与C2共n+3个未知数;

e2、令r=0,q=0;

e3、计算

e4、判断r=n是否成立,若成立,进入e5;若不成立,令r=r+1,返回e3;

e5、判断 是否成立,若成立,进入f;若不成立,则进入e6;

e6、令i=0;

e7、令

e8、判断i=n是否成立,若成立,进入d15,若不成立,令i=i+1,返回e7;

f、计算四辊轧机负载辊缝形状,具体包括:f1、给定需要计算负载辊缝形状的点数num,令j=1;

f2、给定需要计算负载辊缝形状的坐标yj;

f3、根据莫尔积分法计算辊间压力多项式、轧制压力多项式与工作辊弯辊力在yj点共同引起的工作辊挠度fw(yj);

f4、根据弹性半空间理论计算轧制压力在yj点引起的工作辊弹性压扁量δws(yj);

f5、计算轧制压力yj点的工作辊直径Dw(yj);

f6、判断j=num是否成立,若成立,则进入f7;若不成立,令j=j+1,返回f2;

f7、令j=1;

f8、计算yj处负载辊缝形状:

s(yj)=2fw(Ls/2)-[fw(yj)+fw(Ls-yj)]+2δws(Ls/2)-[δws(yj)+δws(Ls-yj)]+[Dw(y)+Dw(Ls-yj)]/2-Dw(Ls/2) ;

f9、判断j=num是否成立,若成立,计算结束;若不成立,令j=j+1,返回f8。