中厚板热轧综合解析数值法建模的几个关键问题研究

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1、上海交通大学硕士学位论文中厚板热轧综合解析数值法建模的几个关键问题研究摘要随着国际市场竞争的日益激烈，轧钢生产技术的研究和开发的主导思想也向着提高产品质量、增加产品品种、降低生产成本的方向发展。因此，如何优化轧制工艺、扩大产品规格、提高产品质量便是摆在钢铁生产和研究部门面前的重要课题。板材多道次热轧的综合解析数值模型包括三个主要部分：温度、轧制力和应变。本文以本课题组开发的板材多道次热轧的综合解析数值程序为平台，针对其材料流动应力输入模块，增加了基于试验数据的材料流动应力插值计算程序，并以计算温度场所必须输入的对流换热系数为例，研究了参数的反求技术，对于提高轧制工艺计算精

2、度具有一定的意义。本文的主要工作如下：(1)建立了材料流动应力插值模型，为轧制力的准确计算创造良好的基础。解决了传统轧制理论和计算模型中设流动应力为常数，获得的轧制力难以反映温度变化和加工硬化影响的问题。应力插值模型在给定少量数据点的情况下便可以计算出任意合理位置的应力，与根据实验数据回归的经验公式相比，插值计算方法易于应用，且适用范围广。(2)通过试错法反求计算热轧变形温度场的对流换热系数，提高了模型的计算精度并为工艺优化提供参考。温度场的分布，是轧制变形工艺计算的重要参数，它直接影响到金属的变形抗力的数值。在板材多道次热轧的综合解析数值程序中，采用级数解法构造了板材热

3、轧过程的温度场解析函数，建立了相邻过程之间函数系数的转换关系，实现了多种过程和多个道次的温度变化的连续计算。其中，对流换热系数的数值对温度场的计算起了重要作用。本文探讨了通过参数反求技术来获得最优对流换热系数的方法，提高了计算精度。(3)以某牌号钢的热轧为例，通过模拟结果与工程实测数据的对比，表明所建立的综合解析数值模型经过改进后，能够正确描述轧制过程中轧件温度场的变化和道I上海交通大学硕士学位论文次轧制压力情况，且能够反求出符合实际工程情况的热轧工艺参数，为轧制规程优化提供参考，对提高产品质量和延长轧机寿命有一定的帮助。关键词：板材，热轧，数学模型，反求，轧制力，温度I

4、I上海交通大学硕士学位论文RESEARCHOFMULTI-PASSPLATEHOTROLLINGBYMATHEMATICMODELABSTRACTInordertokeepupwiththeglobalcompetition,thepredominantaimofrollingtechnologyisdirectedtowardthedevelopmentoflowercost,betterqualityandmorevarietiesofproduct.ButhowtoachievethesetargetsisanimportantsubjecttotheIron&St

5、eelfiled.Themathematicmodelmentionedinthispaper,includesthreemainparts:temperaturesolutionmodule,rollingpressuremoduleandstrainmodule.Basiconthismodel,themethodofinversedeterminationofthermalboundaryparametersisstudiedandanewflowstressinputmoduleisaddedtotheexistingprogram.Firstly,aninter

6、polationmoduleisestablishedforthecalculationofrollingforce.Inthismodule,theinfluenceoftemperaturevariationandworkhardeningisbetterexpressedcomparedtothetraditionaltheoryandcalculatedmodel.Also,ithasbetterperformancethanthoseempiricalformulas.Stresscanbecalculatedbasedoncertaindataandthera

7、ngeofapplicabilityisexpanded.Secondly,thecoefficientsofheatfilmconvectionareinverselydeterminedbytrailanderrormethod.Thiscanimprovetheprecisionofcalculationandbehelpfulforrollingscheduleoptimization.Distributionoftemperaturefieldisanimportantfactorduringthesimulatio