-
题名整辊式板形仪通道耦合影响系数的标定计算模型
被引量：1
- 1
-
-
作者
刘宏民
于华鑫
王东城
张桐源
-
机构
燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心
-
出处
《重型机械》
2023年第4期18-23,共6页
-
基金
国家自然科学基金重点资助项目(U21A20118)。
-
文摘
整辊式板形仪是冷轧带钢生产的高端仪器装备,在板形检测过程中存在通道耦合问题,准确确定影响系数是进行信号解耦的关键。根据整辊式板形仪的结构变形特点,采用弹性力学叠加原理和影响系数方法,提出通道耦合与信号解耦的机理模型。根据标定原理和方法,通过严谨的数学力学解析,提出影响系数的标定计算模型,将标定输出的电信号数字量转换为力学意义上的影响系数。标定实验证明,加载通道仅对左边两个通道和右边两个通道有明显影响,对其他通道的影响可以忽略不计。一般地,加载通道对左一、右一通道的影响系数约为0.15,对左二、右二通道的影响系数约为0.008,对其他通道的影响系数几乎为零。采用本方法确定的影响系数进行解耦,可以精确消除通道耦合的影响。对某1450 mm冷轧带钢轧机的工业应用证明,解耦的效果在带钢边部更为显著,使边部板形由松边变为紧边或紧边更紧。一般地,解耦可使边部板形纠正2.0~2.5 I的测控偏差。通过解耦,可以明显提高板形检测和控制的精度,获得良好的实物板形。
-
关键词
冷轧带钢
整辊式板形仪
通道耦合
影响系数
标定建模
-
Keywords
cold rolling strip steel
whole-roller flatness meter
channel coupling
influence coefficients
calibration modeling
-
分类号
TG335
[金属学及工艺—金属压力加工]
-
-
题名整辊式板形仪通道间信号耦合系数的精确获取
- 2
-
-
作者
于华鑫
张桐源
廖霜
杨昇
刘宏民
-
机构
燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心
燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室
-
出处
《钢铁》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期89-98,共10页
-
基金
国家自然科学基金区域创新发展联合基金资助项目(U21A20118)
国家重点研发计划资助项目(2021YFB3401004)
-
文摘
整辊无缝式板形仪通过轴向打通孔安装传感器,其辊体表面为整体无接缝的结构,当对其某一检测通道施加载荷时,不仅当前通道有信号输出,邻近通道的信号因为力的传递也会产生显著变化,即通道间存在信号耦合现象。板形仪在实际工作过程中,带材在张力的作用下,形成沿带材横向分布的径向压力分布作用在板形辊上,由于通道耦合作用,会导致板形辊每个通道检测到的压力不等于带材对其表面的作用力。整辊式板形仪由于通道耦合会造成显著的板形检测误差,影响板形检测精度,必须对板形检测信号进行解耦,还原真实的检测信号,才能得到真实的板形。实现解耦的关键是精确获得耦合系数,耦合系数可以通过理论计算、有限元模拟和标定试验3种方法获得。以650 mm试验板形辊为研究对象,首先通过接触力学弹性半空间理论计算和有限元仿真分别得到了其对应的耦合系数;然后通过标定试验得到了标定数字矩阵,建立了由标定数字矩阵计算耦合系数的标定计算模型,并得到了标定耦合系数;最后对3种耦合系数进行了对比分析。通过对比发现,理论计算的耦合系数较有限元模拟和标定试验值偏大,主要是因为弹性半空间假设与辊体实际边界条件之间存在差别;有限元模拟的耦合系数与标定试验的耦合系数比较接近,但数据过于平稳,过于理想化,无法考虑到辊体加工精度和传感器灵敏度等一系列误差和影响因素。由于标定试验本身就是针对真实板形辊进行的,标定试验得到的数据包含了辊体和传感器等因素的影响,在方法合理的前提下,得到的耦合系数是最精确的。
-
关键词
整辊式板形仪
耦合系数
弹性半空间
有限元分析
标定试验
-
Keywords
whole roller flatness meter
coupling coefficient
elastic half-space theory
finite element analyze
cali-bration experiment
-
分类号
TG333
[金属学及工艺—金属压力加工]
-
-
题名整辊式板形仪波形演变机理
- 3
-
-
作者
张桐源
于华鑫
廖霜
杨昇
刘宏民
-
机构
燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心
燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室
-
出处
《钢铁》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期82-92,共11页
-
基金
国家自然科学基金区域创新发展联合基金资助项目(U21A20118)
国家重点研发计划资助项目(2021YFB3401004)
河北省“巨人计划”创新团队及领军人才基金资助项目(4570019)。
-
文摘
在整辊式板形仪试验调试和工业应用中发现,大包角和大张力的情况下,板形辊内部传感器会输出明显区别于常规单峰波形信号的双峰波形信号。板形辊变包角安装时,存在着单峰波形向双峰波形过渡的情况,甚至在不同检测通道中,存在单、双峰波形共存的现象。由于双峰波形从形式上明显不同于单峰波形,如果按照常规单峰信号处理方式处理这种波形信号会产生明显板形检测误差。为了研究波形演变的原因和规律,设计了四辊变张力、变包角计算模型,并将其应用于有限元仿真计算。结果显示,大张力和大包角是板形仪输出信号中产生双峰波形的主要影响因素。在特定张力的条件下,单峰波形会随着包角的增大而逐渐演变为双峰波形;在特定包角条件下,单峰波形又会随着张力的增大而逐渐演变为双峰波形。为了进一步研究波形演变机理,在20°、30°和40°包角下,分别固定施加在板形辊单通道上的张力进行仿真计算,提取了传感器安装孔顶和两侧面的位移变化,得到了波形关键位置对应带材与辊体相对位置的传感器顶面位移变化。分析发现,传感器安装孔轮廓在大张力、大包角下会产生不规则的微变形,使得传感器受力状态和位移趋势发生改变,从而产生单、双峰波形信号演变的现象。通过搭建试验平台进行了等张力变包角试验和等包角变张力试验,还原了仿真波形曲线演变规律,验证了其结果的正确性。最后,分析了仿真波形曲线与实际波形曲线差异的产生原因,并针对如何避免双峰波形对整辊式板形仪检测带来的影响给出了具体建议。
-
关键词
整辊式板形仪
检测信号
有限元分析
波形演变因素
波形产生机理
-
Keywords
whole roller flatness meter
detection signal
finite element analysis
waveform evolution factor
waveform producing mechanism
-
分类号
TG333
[金属学及工艺—金属压力加工]
-
