高精度 计算机辅助孔型设计、模拟和优化(CAE)
在棒材、线材、型材及管材等轧制工艺制度制定中,首要任务之一是进行科学的孔型设计。孔型设计合理与否直接影响到轧制效率、产品质量和实际操作条件等。棒、线、型材及管材等轧机的经济效益可以通过提高孔型设计质量和优化轧制工艺制度(包括速度制度等)来实现。传统孔型设计主要是依据经验试(凑)错法,往往需要经过多次试轧和修正才能轧出合格产品,研发周期长、成本大。本项目《高精度计算机辅助孔型设计、模拟和优化(CAE)技术》针对各类棒线型材及管材产品以现代计算机辅助工程 CAE 为核心技术进行孔型设计,采用反映轧制过程多阶段、多影响因素的精确数学模型,在满足咬入及变形条件、孔型中稳定条件以及设备能力和电机负荷等限制条件下,进行孔型优化设计,既获得满足要求的轧材几何形状、尺寸精度、表面质量和组织性能等,又达到高效率生产的目的。其设计系统的核心是应用计算机优化获得最佳孔型系统、轧辊及孔型配置以及最优工艺控制方案和工艺控制模型,还可以对孔型设计结果进行计算机模拟,根据模拟结果再对孔型设计方案进行必要的修改,用计算机模拟和优化加速孔型设计进程、提高孔型设计质量(包括安全性、可靠性、共用性等),减少或代替试轧过程。该技术可应用于各类棒、线、型材及管材等轧制过程的孔型设计,其中包括:螺纹钢筋(包括切分轧制)、圆钢、方钢、角钢、槽钢、工字钢、 轻轨、重轨、扁钢、球扁钢、H 型钢、T 型钢等各类简单断面、复杂或异形断面型材等;热弯或冷弯型材等;管材孔型设计(包括穿孔机孔型、连轧管孔型以及周期式冷轧管机组)等。连续式轧机、半连轧、万能轧制法以及横列式轧机等;环件轧制等特种轧制工艺。钢种:各类碳素钢、碳结、优质碳结、各类合金钢和特殊钢等。
北京科技大学
2021-04-13