一種立軋軋件狗骨形狀預測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種立軋軋件狗骨形狀預測方法，包括：獲取立軋某道次工藝規(guī)程數(shù)據(jù)，包括立軋軋件的入口厚度，入口寬度，出口寬度以及出口溫度；檢測軋件入口速度和立輥速度，獲取立輥半徑以及立輥與軋件的摩擦系數(shù)；根據(jù)立軋變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型預測立軋軋件橫斷面狗骨形狀的輪廓曲線及出口處狗骨形狀參數(shù)，包括：骨峰值高度、與輥面接觸的狗骨高度、狗骨骨峰位置和狗骨影響區(qū)長度。本發(fā)明建立狗骨形狀數(shù)學模型，綜合考慮立軋過程中工藝規(guī)程和設備參數(shù)的基礎上，精確預測立軋后軋件橫斷面狗骨形狀的輪廓曲線，解決在不同生產條件下預測立軋后軋件橫斷面形狀的問題，在線計算得到立軋后狗骨形狀，應用于立軋控制過程中，提高軋件形狀的控制精度。
【專利說明】
一種立軋軋件狗骨形狀預測方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于乳制技術領域，特別是一種立乳乳件狗骨形狀預測方法。
【背景技術】
[0002] 隨著日趨激烈的市場競爭，連鑄-連乳技術得到了迅速發(fā)展。為了提高連鑄機生產 率和連鑄乳件質量，改善熱乳和連鑄的銜接性，實現(xiàn)板帶大批量連續(xù)化生產，熱乳立輥乳機 需要完成大量的乳件寬度調整任務。立乳控寬是以一個相對乳件寬度非常小的壓下量乳制 厚件的過程，屬于典型的超高件塑性變形問題。橫向壓縮變形不能穿透到整個乳件寬度的 中央，乳后會出現(xiàn)明顯的雙鼓形，使乳件橫斷面呈現(xiàn)狗骨形狀。大量的生產實踐表明，立乳 引起的這種乳件不均勻變形是影響成品寬度精度和成材率的主要因素。因此采用數(shù)學模型 精確地預測立乳后的狗骨形狀越來越具有實際意義和應用價值。
[0003] 目前立輥控寬中狗骨形狀的研究大多通過有限元和物理實驗模擬的方法。有限元 法通過有限元軟件模擬來研究狗骨形成過程的變形特點、金屬流動規(guī)律以及乳后的形狀。 物理實驗模擬法通過等比例縮小實際生產中立輥乳機和乳件的尺寸，在實驗室小型乳機上 采用乳制鉛或者塑形泥的方法模擬立乳。這兩種方法根據(jù)測得的數(shù)據(jù)用計算機回歸擬合， 得到出口狗骨四參數(shù):骨峰值高度2h b，與輥面接觸的狗骨高度2hr，狗骨骨峰位置1P和狗骨 影響區(qū)長度1 P(如圖1所示的立乳變形區(qū)）與立輥和乳件尺寸等工藝參數(shù)之間的近似數(shù)學模 型。然而，由于各個模擬條件或實驗條件不同，并且與現(xiàn)場條件的差距非常大，因此，得到的 各個模型之間也存在較大的差異，模型精度仍然受到一定的限制。因此迫切需要得到一種 能夠預測不同生產條件下立乳后的狗骨形狀的方法。

【發(fā)明內容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供一種立乳乳件狗骨形狀預測方法。
[0005] 本發(fā)明的技術方案是：
[0006] -種立乳乳件狗骨形狀預測方法，包括：
[0007] 步驟1、獲取立乳某道次工藝規(guī)程數(shù)據(jù)，包括立乳乳件的入口厚度，入口寬度，出口 寬度以及出口溫度；
[0008] 步驟2、檢測乳件入口速度和立輥速度，獲取立輥半徑以及立輥與乳件的摩擦系 數(shù)；
[0009] 步驟3、根據(jù)立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型預測立乳乳件橫斷面狗骨形狀的輪 廓曲線及出口處狗骨形狀參數(shù)，包括:骨峰值高度、與輥面接觸的狗骨高度、狗骨骨峰位置 和狗骨影響區(qū)長度；
[0010] 所述立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型描述立乳變形區(qū)乳件橫斷面的狗骨形狀輪 廓。
[0011] 所述立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型的建立方法如下：
[0012] 步驟3.1、建立立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型:根據(jù)立乳變形區(qū)狗骨形狀截面在 寬度方向的變化將立乳變形區(qū)劃分區(qū)域，分別建立各區(qū)域乳制方向上描述狗骨形狀的數(shù)學 豐旲型；
[0013] 步驟3.2、根據(jù)立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型和流函數(shù)性質，建立立乳變形區(qū)的 速度場和應變速度場；
[0014] 步驟3.3、根據(jù)出口溫度T和現(xiàn)場實際立乳材料及工藝規(guī)程，計算立乳時乳件的變 形抗力；
[0015] 步驟3.4、根據(jù)立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型以及立乳變形區(qū)的速度場和應變 速度場，計算乳件內部變形功率、剪切功率和摩擦功率，得到總功率泛函；
[0016] 步驟3.5、總功率泛函取得最小值時獲得狗骨形狀數(shù)學模型最佳，即得到最終的立 乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型。
[0017] 所述步驟3.1根據(jù)立乳變形區(qū)任意一點的狗骨形狀截面在寬度方向的變化將立乳 變形區(qū)劃分區(qū)域，分別建立描述各區(qū)域狗骨形狀的數(shù)學模型，具體如下：
[0018] 以乳件入口寬度與厚度中心為原點、乳件長度方向為x軸、乳件厚度方向為y軸、乳 件寬度方向為z軸建立坐標系，根據(jù)立乳變形區(qū)狗骨形狀截面在寬度方向的變化將立乳變 形區(qū)劃分為：
[0019] I區(qū)，0<Z<WX-3AX;
[0020] II區(qū)，Wx-3Ax<z<Wx_Ax;
[0021] III 區(qū)，Wx-Ax<z<Wx;
[0022]其中，z為立乳變形區(qū)任意一點到乳件寬度中心的垂直距離;立乳變形區(qū)任意一點 至唑標系原點的水平距離x處的乳件寬度的一半％ = J? + % -扣- ，R為立輥半徑， We為立乳乳件出口寬度的一半，立乳變形區(qū)任意一點到立乳入口的水平距離x處的狗骨形 狀截面寬度參數(shù)Ax=(Wx-We+3A)/3，A是隨立乳工藝參數(shù)變化的待定常數(shù)；
[0023] I區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型：
[0024] hi = ho
[0025] 其中，匕為1區(qū)乳件厚度的一半，ho為乳件入口厚度的一半；
[0026] II區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型：
[0028] 其中，hn為II區(qū)乳件厚度的一半，P是隨立乳工藝參數(shù)變化的待定常數(shù)；
[0029] III區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型：
[0031]其中，hm為III區(qū)乳件厚度的一半；
[0032] I區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型、II區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型、III區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型即為立 乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型，該模型中含有待定常數(shù)A和0。
[0033] 根據(jù)所述立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型和流函數(shù)性質，建立立乳變形區(qū)的速度 場和應變速度場，具體如下：
[0034] I區(qū)的速度場和應變速度場：
[0035] % = vfl，v，=vzI = 0，4 =心=4i =4# =A:1 =〇
[0036] II區(qū)的速度場和應變速度場：
[0038] III區(qū)的速度場和應變速度場：
[0040] 其中，U = 3VQhQA()為入□截面的單位秒流量，vo為入□速度，A〇為入□處的狗骨形狀 截面寬度參數(shù)(Ax*x = 0時）；Vxi、Vyi和vzi分別為立乳乳件的長度方向的速度分量、厚度方 向的速度分量和寬度方向的速度分量；4、^和4分別為立乳乳件的長度方向的應變速 度分量、厚度方向的應變速度分量和寬度方向的應變速度分量;毛#為立乳乳件寬度與厚度 截面上，指向厚度方向的切應變速度分量；為立乳乳件寬度與厚度截面上指向寬度方向 的切應變速度分量；七 2/為立乳乳件長度與寬度截面上，指向寬度方向的切應變速度分量； 下標i為1、11和III，分別代表1區(qū)、II區(qū)和III區(qū)。
[0041] 根據(jù)立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型以及立乳變形區(qū)的速度場和應變速度場，計 算乳件內部變形功率_、剪切功率祀和摩擦功率得到如下總功率泛函r:
[0043]其中，〇s為立乳時乳件的變形抗力，a為接觸角。
[0044]獲得所述總功率泛函J*取得最小值時隨立乳工藝參數(shù)變化的待定常數(shù)A和0，進而 確定最佳的狗骨形狀截面寬度參數(shù)Ax，確定最終的立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型。
[0045]根據(jù)最終的立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型預測立乳乳件橫斷面狗骨形狀的輪 廓曲線及出口處狗骨形狀參數(shù)，狗骨形狀參數(shù)包括:骨峰值高度2hb = 2ho+40ho A W/A、與車昆 面接觸的狗骨高度2hr = 2ho+2此〇AW/A、狗骨骨峰位置1P = A和狗骨影響區(qū)長度1C = 3A。 [0046] 有益效果：
[0047]本發(fā)明建立了狗骨形狀數(shù)學模型，綜合考慮立乳過程中工藝規(guī)程和設備參數(shù)的基 礎上，采用能量法精確預測了立乳后乳件橫斷面狗骨形狀的輪廓曲線，解決了在不同生產 條件下預測立乳后乳件橫斷面形狀的問題。本發(fā)明安全可靠，計算準確，能夠在線計算得到 立乳后狗骨形狀，應用于立乳控制過程中，提高乳件形狀的控制精度。
【附圖說明】
[0048]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】的立乳變形區(qū)三維示意圖；
[0049] 圖2是本發(fā)明【具體實施方式】的立乳變形區(qū)壓下變形四分之一示意圖；
[0050] 圖3是本發(fā)明【具體實施方式】的立乳變形區(qū)厚度變形四分之一示意圖；
[0051 ]圖4為本發(fā)明【具體實施方式】的立乳乳件狗骨形狀預測方法的流程圖；
[0052]圖5為本發(fā)明【具體實施方式】的距立乳入口不同水平距離處乳件橫斷面狗骨形狀的 輪廓曲線。
【具體實施方式】
[0053]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細說明。
[0054]本實施方式中，以某廠2050mm熱連乳粗乳機組為例，進行Q195鋼板乳制，以某道次 為例，實施本發(fā)明的立乳乳件狗骨形狀預測方法，如圖4所示，包括：
[0055]步驟1、獲取立乳某道次工藝規(guī)程數(shù)據(jù)，包括立乳乳件的入口厚度2ho = 0.22m、入 口寬度2Wo= 1 ? 4m、出口寬度2We= 1 ? 35m以及出口溫度T= 1152 ? 13°C，板坯鋼種為:Q195; [0056] 步驟2、檢測乳件入口速度v〇 = 1.42m/s和立輯速度vr = 1.5m/s，獲取立輯半徑R = 0.51m以及立輥與乳件的摩擦系數(shù)y = 0.4;
[0057] 步驟3、根據(jù)立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型預測立乳乳件橫斷面狗骨形狀的輪 廓曲線及出口處狗骨形狀參數(shù)，包括:骨峰值高度、與輥面接觸的狗骨高度、狗骨骨峰位置 和狗骨影響區(qū)長度；
[0058] 描述立乳變形區(qū)乳件橫斷面的狗骨形狀輪廓的立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型 的建立方法如下：
[0059] 步驟3.1、建立含有待定常數(shù)A和0的立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型:根據(jù)立乳變 形區(qū)狗骨形狀截面在寬度方向的變化將立乳變形區(qū)劃分區(qū)域，分別建立各區(qū)域乳制方向上 描述狗骨形狀的數(shù)學模型；
[0060] 根據(jù)立乳變形區(qū)任意一點的狗骨形狀截面在寬度方向的變化將立乳變形區(qū)劃分 區(qū)域，分別建立描述各區(qū)域狗骨形狀的數(shù)學模型：
[0061] 以乳件入口寬度與厚度中心為原點、乳件長度方向（立乳方向）為x軸、乳件厚度方 向為y軸、乳件寬度方向為Z軸建立坐標系，立乳變形區(qū)如圖1所示。因為立乳過程為一個對 稱過程，所以取乳件的四分之一為研究對象，如圖2所示的立乳變形區(qū)壓下變形四分之一示 意圖，如圖3所示的立乳變形區(qū)厚度變形四分之一示意圖。根據(jù)立乳變形區(qū)狗骨形狀截面在 寬度方向的變化將立乳變形區(qū)劃分為：
[0062] I區(qū)，0<Z<WX-3AX;
[0063] II區(qū)，Wx-3Ax<z<Wx_Ax;
[0064] III 區(qū)，Wx-Ax<z<Wx;
[0065]其中，z為立乳變形區(qū)任意一點到乳件寬度中心的垂直距離；
[0066]立乳變形區(qū)任意一點到坐標系原點的水平距離x處的乳件寬度的一半
，R為立輥半徑，We為立乳乳件出口寬度的一半，立乳變形區(qū)任意 一點到立乳入口的水平距離x處的狗骨形狀截面寬度參數(shù)Ax=(Wx_We+3A)/3，A是隨立乳工 藝參數(shù)變化的待定常數(shù)，1為變形區(qū)接觸弧在立乳方向上的投影長度，/ = ，9為咬入 角，則0 = sirT1 (1 /R)，a為接觸角，導數(shù)為
，立乳變 形區(qū)內任意一點到立乳入口水平距離x處乳件寬度的絕對壓下量的一半為：AWx=W〇-Wx; [0067] I區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型：
[0068] hi = ho
[0069] 其中，匕為1區(qū)乳件厚度的一半，ho為乳件入口厚度的一半；
[0070] II區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型：
[0072]其中，hn為II區(qū)乳件厚度的一半，P是隨立乳工藝參數(shù)變化的待定常數(shù)；
[0073] III區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型：
[0075] 其中，hm為III區(qū)乳件厚度的一半；
[0076] I區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型、II區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型、III區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型即為立 乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型，該模型中含有待定常數(shù)A和0。
[0077] 步驟3.2、根據(jù)立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型和流函數(shù)性質，建立立乳變形區(qū)的 速度場和應變速度場；
[0078] I區(qū)的速度場和應變速度場：
[0079] v<i 二 vu，vi.i = '1 = 〇，云'I =后,.1 = (I = Ari =兮'_-1 =占 id = 〇.
[0080] II區(qū)的速度場和應變速度場：
[0082] III區(qū)的速度場和應變速度場：
[0084] 其中，U = 3VQhQA()為入口截面的單位秒流量，vo為入口速度，A〇為入口處的狗骨形狀 截面寬度參數(shù)(Ax*x = 0時）；Vxi、Vyi和vzi分別為立乳乳件的長度方向的速度分量、厚度方 向的速度分量和寬度方向的速度分量；4、&和t分別為立乳乳件的長度方向的應變速 度分量、厚度方向的應變速度分量和寬度方向的應變速度分量;為立乳乳件寬度與厚度 截面上，指向厚度方向的切應變速度分量；4,為立乳乳件寬度與厚度截面上指向寬度方向 的切應變速度分量； 為立乳乳件長度與寬度截面上，指向寬度方向的切應變速度分量； 下標i為1、11和III，分別代表1區(qū)、II區(qū)和III區(qū)。
[0085] 步驟3.3、根據(jù)出口溫度T和現(xiàn)場實際立乳材料及工藝規(guī)程，計算立乳時乳件的變 形抗力；
[0086] Q195的變形抗力模型為：
[0088] 式中應變
；應變速_
。根據(jù)Q195的變形抗力模 型，代入本道次規(guī)程數(shù)據(jù)得到：
[0089] 應變：
[0090] 應變速率：
1 [0091]得到該道次乳件立乳時的變形抗力為
[0093] 步驟3.4、根據(jù)立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型以及立乳變形區(qū)的速度場和應變 速度場，計算乳件內部變形功率、剪切功率和摩擦功率，得到總功率泛函；
[0094] 步驟3.5、總功率泛函取得最小值時獲得狗骨形狀數(shù)學模型最佳，即得到最終的立 乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型。
[0095] 根據(jù)立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型以及立乳變形區(qū)的速度場和應變速度場，計 算乳件內部變形功率A、剪切功率R和摩擦功率# f :
[0096] 內部變形功率丨^:
[0104]其中，〇s為立乳時乳件的變形抗力，a為接觸角。
[0105]使用Matlab最優(yōu)化工具箱獲得所述總功率泛函J*最小值時，隨立乳工藝參數(shù)變化 的待定常數(shù)A和卵卩最佳的待定常數(shù)4。的=0.03595，隊1^ = 0.03616，進而確定最佳的狗骨形 狀截面寬度參數(shù)Ax= (Wx-WE+SAopt)/^，確定最終的立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型。
[0107]根據(jù)最終的立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型預測立乳乳件橫斷面狗骨形狀的輪 廓曲線及出口處狗骨形狀參數(shù)，狗骨形狀參數(shù)，包括:骨峰值高度2hb = 2h〇+40h() A W/A、與車昆 面接觸的狗骨高度2hr = 2h〇+2此〇AW/A、狗骨骨峰位置1P = A和狗骨影響區(qū)長度1C = 3A。 [0108] 圖5給出立乳變形區(qū)中距立乳入口水平距離x處分別為1/8、1/4、1/2、31/4和1時（1 為變形區(qū)接觸弧在立乳方向上的投影長度，/ = 0.5^(0.7-〇.675)=0.1596Qm ),Q195 板坯橫斷面狗骨形狀的輪廓曲線圖。
[0109]立乳出口處狗骨形狀參數(shù)：
[0110] 2hb = 2h〇+40opth〇 A W/A〇Pt = 0 ? 22+4*0 ? 03616*0 ? 11*( 1 ? 4-1 ? 35)/2/0 ? 03595 = 0.23106m;
[0111] 2hr = 2h〇+20opth〇 A W/A〇Pt = 0 ? 22+2*0 ? 03616*0 ? 11*( 1 ? 4-1 ? 35)/2/0 ? 03595 = 0.22553m;
[0112] lp = A〇pt = 0.03595m；
[0113] lc = 3AoPt = 3*0.03595 = 0.107850m。
【主權項】
1. 一種立乳乳件狗骨形狀預測方法，其特征在于，包括： 步驟1、獲取立乳某道次工藝規(guī)程數(shù)據(jù)，包括立乳乳件的入口厚度，入口寬度，出口寬度 以及出口溫度； 步驟2、檢測乳件入口速度和立輥速度，獲取立輥半徑以及立輥與乳件的摩擦系數(shù)； 步驟3、根據(jù)立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型預測立乳乳件橫斷面狗骨形狀的輪廓曲 線及出口處狗骨形狀參數(shù)，包括:骨峰值高度、與輥面接觸的狗骨高度、狗骨骨峰位置和狗 骨影響區(qū)長度； 所述立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型描述立乳變形區(qū)乳件橫斷面的狗骨形狀輪廓。2. 根據(jù)權利要求1所述的立乳乳件狗骨形狀預測方法，其特征在于，所述立乳變形區(qū)的 狗骨形狀數(shù)學模型的建立方法如下： 步驟3.1、建立立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型:根據(jù)立乳變形區(qū)狗骨形狀截面在寬度 方向的變化將立乳變形區(qū)劃分區(qū)域，分別建立各區(qū)域乳制方向上描述狗骨形狀的數(shù)學模 型； 步驟3.2、根據(jù)立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型和流函數(shù)性質，建立立乳變形區(qū)的速度 場和應變速度場； 步驟3.3、根據(jù)出口溫度T和現(xiàn)場實際立乳材料及工藝規(guī)程，計算立乳時乳件的變形抗 力； 步驟3.4、根據(jù)立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型以及立乳變形區(qū)的速度場和應變速度 場，計算乳件內部變形功率、剪切功率和摩擦功率，得到總功率泛函； 步驟3.5、總功率泛函取得最小值時獲得狗骨形狀數(shù)學模型最佳，即得到最終的立乳變 形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型。3. 根據(jù)權利要求2所述的立乳乳件狗骨形狀預測方法，其特征在于，所述步驟3.1根據(jù) 立乳變形區(qū)任意一點的狗骨形狀截面在寬度方向的變化將立乳變形區(qū)劃分區(qū)域，分別建立 描述各區(qū)域狗骨形狀的數(shù)學模型，具體如下： 以乳件入口寬度與厚度中心為原點、乳件長度方向為X軸、乳件厚度方向為y軸、乳件寬 度方向為z軸建立坐標系，根據(jù)立乳變形區(qū)狗骨形狀截面在寬度方向的變化將立乳變形區(qū) 劃分為： I區(qū)，0<z<Wx-3Ax; II區(qū)，Wx-3Ax<z<Wx-Ax; III 區(qū)，Wx-Ax<z<Wx; 其中，z為立乳變形區(qū)任意一點到乳件寬度中心的垂直距離;立乳變形區(qū)任意一點到坐 標系原點的水平距離X處的乳件寬度的一半，R為立輥半徑，We為 立乳乳件出口寬度的一半，立乳變形區(qū)任意一點到立乳入口的水平距離X處的狗骨形狀截 面寬度參數(shù)Ax=(Wx-We+3A)/3，A是隨立乳工藝參數(shù)變化的待定常數(shù)； I區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型： hi = ho 其中，hi為I區(qū)乳件厚度的一半，ho為乳件入口厚度的一半； II區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型：其中，hn為II區(qū)乳件厚度的一半，β是隨立乳工藝參數(shù)變化的待定常數(shù)； III區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型：其中，hm為III區(qū)乳件厚度的一半； I區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型、II區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型、III區(qū)狗骨形狀數(shù)學模型即為立乳變 形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型，該模型中含有待定常數(shù)A和β。4. 根據(jù)權利要求3所述的立乳乳件狗骨形狀預測方法，其特征在于，根據(jù)所述立乳變形 區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型和流函數(shù)性質，建立立乳變形區(qū)的速度場和應變速度場，具體如下： I區(qū)的速度場和應變速度場： Vxl = V〇，Vyl = Vzl = 〇，'二:~心二心1 二 0 II區(qū)的速度場和應變速度場：III區(qū)的速度場和應變速度場：其中，U = 3 vohoAo為入口截面的單位秒流量，VQ為入口速度，A〇為入口處的狗骨形狀截面 寬度參數(shù)(Αχψχ = 0時）；vxi、vvi和vzi分別為立乳乳件的長度方向的速度分量、厚度方向的 速度分量和寬度方向的速度分量；、^和七分別為立乳乳件的長度方向的應變速度分 量、厚度方向的應變速度分量和寬度方向的應變速度分量；為立乳乳件寬度與厚度截面 上，指向厚度方向的切應變速度分量；4/為立乳乳件寬度與厚度截面上指向寬度方向的切 應變速度分量;為立乳乳件長度與寬度截面上，指向寬度方向的切應變速度分量;下標i 為I、II和III，分別代表1區(qū)、II區(qū)和III區(qū)。5. 根據(jù)權利要求4所述的立乳乳件狗骨形狀預測方法，其特征在于，根據(jù)立乳變形區(qū)的 狗骨形狀數(shù)學模型以及立乳變形區(qū)的速度場和應變速度場，計算乳件內部變形功率&、剪 切功率t和摩擦功率，得到如下總功率泛函/:其中，〇s為立乳時乳件的變形抗力，α為接觸角。6. 根據(jù)權利要求5所述的立乳乳件狗骨形狀預測方法，其特征在于，獲得所述總功率泛 函/取得最小值時隨立乳工藝參數(shù)變化的待定常數(shù)Α和β，進而確定最佳的狗骨形狀截面寬 度參數(shù)Α χ，確定最終的立乳變形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型。7. 根據(jù)權利要求6所述的立乳乳件狗骨形狀預測方法，其特征在于，根據(jù)最終的立乳變 形區(qū)的狗骨形狀數(shù)學模型預測立乳乳件橫斷面狗骨形狀的輪廓曲線及出口處狗骨形狀參 數(shù)，狗骨形狀參數(shù)包括:骨峰值高度2h b = 2hQ+4i3hQ Δ W/A、與輥面接觸的狗骨高度2hr = 2h〇+2 此〇 Δ W/A、狗骨骨峰位置1P=A和狗骨影響區(qū)長度1C = 3A。
【文檔編號】B21B1/46GK105930594SQ201610266059
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】劉元銘, 孫杰, 張殿華, 王青龍, 王振華, 龔殿堯, 李旭, 丁敬國, 趙德文
【申請人】東北大學