高精度 計算機輔助孔型設計、模擬和優(yōu)化(CAE)
在棒材、線材、型材及管材等軋制工藝制度制定中,首要任務之一是進行科學的孔型設計。孔型設計合理與否直接影響到軋制效率、產(chǎn)品質(zhì)量和實際操作條件等。棒、線、型材及管材等軋機的經(jīng)濟效益可以通過提高孔型設計質(zhì)量和優(yōu)化軋制工藝制度(包括速度制度等)來實現(xiàn)。傳統(tǒng)孔型設計主要是依據(jù)經(jīng)驗試(湊)錯法,往往需要經(jīng)過多次試軋和修正才能軋出合格產(chǎn)品,研發(fā)周期長、成本大。本項目《高精度計算機輔助孔型設計、模擬和優(yōu)化(CAE)技術》針對各類棒線型材及管材產(chǎn)品以現(xiàn)代計算機輔助工程 CAE 為核心技術進行孔型設計,采用反映軋制過程多階段、多影響因素的精確數(shù)學模型,在滿足咬入及變形條件、孔型中穩(wěn)定條件以及設備能力和電機負荷等限制條件下,進行孔型優(yōu)化設計,既獲得滿足要求的軋材幾何形狀、尺寸精度、表面質(zhì)量和組織性能等,又達到高效率生產(chǎn)的目的。其設計系統(tǒng)的核心是應用計算機優(yōu)化獲得最佳孔型系統(tǒng)、軋輥及孔型配置以及最優(yōu)工藝控制方案和工藝控制模型,還可以對孔型設計結(jié)果進行計算機模擬,根據(jù)模擬結(jié)果再對孔型設計方案進行必要的修改,用計算機模擬和優(yōu)化加速孔型設計進程、提高孔型設計質(zhì)量(包括安全性、可靠性、共用性等),減少或代替試軋過程。該技術可應用于各類棒、線、型材及管材等軋制過程的孔型設計,其中包括:螺紋鋼筋(包括切分軋制)、圓鋼、方鋼、角鋼、槽鋼、工字鋼、 輕軌、重軌、扁鋼、球扁鋼、H 型鋼、T 型鋼等各類簡單斷面、復雜或異形斷面型材等;熱彎或冷彎型材等;管材孔型設計(包括穿孔機孔型、連軋管孔型以及周期式冷軋管機組)等。連續(xù)式軋機、半連軋、萬能軋制法以及橫列式軋機等;環(huán)件軋制等特種軋制工藝。鋼種:各類碳素鋼、碳結(jié)、優(yōu)質(zhì)碳結(jié)、各類合金鋼和特殊鋼等。
北京科技大學
2021-04-13