一种带钢拉弯矫直机张力与压弯量的分配方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106540990A(43)申请公布日2017.03.29(21)申请号201610526704.1(22)申请日2016.07.06(71)申请人太原科技大学地址030024山西省太原市万柏林区窊流路66号(72)发明人周存龙张婧张雪成李萌(51)Int.Cl.B21C51/00(2006.01)B21D1/02(2006.01)B21D5/08(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种带钢拉弯矫直机张力与压弯量的分配方法(57)摘要一种带钢拉弯矫直张力与压弯量的分配方法，属于板带冷轧生产领域，包括以下步骤：1)精确延伸率的计算；2)以变形能最小为目标函数，以延伸率保持不变为约束条件，按照一维搜索优化方法来得到最佳的带钢张力与压弯量的配比。本发明首先对张力辊施加在带钢上的张力与弯曲辊施加在带钢上的压弯量进行初始分配，然后在矫直过程中对出口张力辊速度进行动态调整，实现拉矫工艺要求的稳定延伸率；可以满足不同钢种尤其是高强钢产品的拉矫生产工艺要求，提高拉弯矫直机在实际生产过程中的稳定生产能力，避免人为经验设定工艺参数的盲目性；同时可以有效避免因张力设置过大导致张力辊磨损加快或压弯量过大导致弯曲辊磨损加快的不良后果。CN106540990ACN106540990A权利要求书1/2页1.一种带钢拉弯矫直张力与压弯量的分配方法，其特征在于，包括以下步骤：1)延伸率的精确计算；2)拉伸弯曲过程变形能耗的计算；3)以带材拉伸弯曲变形过程中变形能最小为目标函数，延伸率不变为约束函数，按照一维搜索优化方法得到张力与压弯量的初始分配值；然后在矫直过程中固定压弯量值，根据延伸率的测量值与设定值的偏差来动态调整张力值以保证延伸率的稳定。2.根据权利要求1所述的拉弯矫直张力与压弯量的分配方法，其特征在于，步骤1)中包括以下步骤：第一步，确定中性层偏移值；第二步，确定带材在经过张力辊弹复后的总延伸率；第三步，根据总延伸率和按步长确定的张力，计算相应的弯曲曲率，在多组张力与弯曲曲率组合中，选择可使变形能最小的一对组合为最佳工艺参数。3.根据权利要求2所述的拉弯矫直张力与压弯量分配方法，其特征在于，第二步中确定带材在经过张力辊弹复后的总延伸率，包括：根据带钢拉伸区与压缩区均产生塑性变形的应变图几何关系以及静力平衡方程确定带钢拉弯矫直延伸率为式中εc—张应变ε0和弯曲应变起的表层纤维应变之和，ε′s—弹复应变，ε′s＝εs；zs—半断面弹区高度，4.根据权利要求1所述的拉弯过程变形能耗的计算，其特征在于步骤2)包括以下步骤：第一步，确定弹性变形区能耗为第二步，确定塑性变形区域能耗为第三步，带材拉伸侧和压缩侧均产生弹塑性变形的总能耗为2CN106540990A权利要求书2/2页式中L—带长，b—带宽，h—带厚，σs—屈服极限，e—中性层偏移量，—拉伸侧表层带材的最大应变,E—弹性模量，εs—屈服应变，zs—半断面弹区高度。第四步，根据能耗公式计算每一组参数组合的能耗，比较结果选取能耗值最小的一组为最优工艺参数组合。3CN106540990A说明书1/7页一种带钢拉弯矫直机张力与压弯量的分配方法技术领域[0001]本发明属于板带材冷轧生产领域，涉及酸洗、精整等生产线上的拉弯矫直设备，具体是一种带钢拉弯矫直过程中工艺参数的设定技术。背景技术[0002]带钢在拉弯矫直过程中延伸率按工艺要求保持不变，带钢的延伸率是由张力辊施加在带钢上的张力和弯曲辊(或矫直辊)施加在带钢上的压弯量二者耦合作用得到的，也就是说在给定延伸率的情况下，张应力和与之相组合的总变形曲率应有很多种工艺组合方案。而目前确定张力与压弯量的方法大多数来源于生产经验，随着带钢的种类、规格越来越多，根据生产经验设定初始张力及压弯量就带有一定的盲目性，容易造成延伸率的不均匀性。发明内容[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种在延伸率保持不变的情况下确定张力与压弯量的方法，可以有效克服现有技术的不足，满足不同种金属带材拉伸弯曲矫直的工艺要求，提高金属带材拉伸弯曲矫直延伸率控制的精确性。[0004]为解决上述技术问题，本发明确定张力与压弯量的技术方案是：1.带材拉伸区和压缩区均已产生塑性变形时的中性层偏移量e为(邹家祥《轧钢机械》)：式中，e—中性层偏移量，σ0—张应力，h—带厚，σs—屈服极限，E1—硬化模量，ρz—总变形曲率，zs—半断面弹区高度，[0005]2.确定带材拉伸区和压缩区均已产生塑性变形时的延伸率ε1：根据图1应变图几何关系可知，图中ab横截面在张应力作用下变为oq,弯曲后变为cd截面，根据横断面假设，弹复后成为jn截面。[0006]则直线fg的方程式为：直线jn的方程式为：4CN106