[发明专利]热轧高强钢板形缺陷全流程预测方法及图形用户界面装置

权利要求书

1.一种热轧高强钢板形缺陷全流程预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、检测并统计最近预设时间段内的带钢生产反馈情况，筛选出生产中易产生分条侧弯的带钢的规格型号，并通过所述规格型号获取带钢从精轧出口到分条过程的带钢参数与生产工艺参数；

所述带钢参数与生产工艺参数包括：

带钢在精轧出口的宽度、宽向厚度分布和宽向温度分布；

层冷过程的带钢张力；

夹送过程带钢的前后张力、夹送辊下压力；

卷取过程的卷取温度、带钢宽向温度差；

5辊矫直过程的带钢屈服强度、张力、矫直辊插入深度；

平整过程的带钢延伸率、出入口张力，工作辊辊形、窜辊量、弯辊力，轧制力，摩擦系数；

13辊矫直过程的带钢张力，矫直辊插入深度；

分条过程的带钢长度；

S2、根据所述带钢参数与生产工艺参数建立带钢从精轧出口到分条过程的侧弯度预测模型，获得所述规格型号的带钢分条后的侧弯度预测值；

所述步骤S2包括：

步骤S21、分别建立带钢层冷、夹送、卷取、开卷、5辊矫直、平整、13辊矫直的延伸差应变分布数学模型；

步骤S22、建立带钢厚度分布和延伸差应变分布相互转化的数学模型；

步骤S23、建立由带钢参数和延伸差应变分布所导致的分条侧弯度的数学模型；

步骤S24、分析带钢参数与轧后加工工艺参数数据对带钢分条侧弯最大值的影响；

步骤S25、建立带钢在已知工艺过程下的分条后侧弯度预测模型；

S3、通过抽样检测法对所述规格型号的带钢的实际侧弯值进行测量，验证并修正所述侧弯度预测模型。

2.根据权利要求1所述的热轧高强钢板形缺陷全流程预测方法，其特征在于，所述步骤S21包括：

步骤S211、层冷过程基于有限元仿真结果，对数据进行拟合，建立带钢纵向塑性应变分布的预测模型，具体过程为：

考虑初始温度差以及厚度、初始浪高、张力对应变分布的影响，将整体多项式的系数表示为所述影响因素的函数，并根据所述有限元仿真结果进行拟合，其形式为：

M型：a₀，a₂，a₄，a₆＝f(△T，h，lg，F)

C型：a₀，a₂＝f(△T，h，lg，F)

L型：a₀，a₁＝f(△T，h，lg，F)

其中ΔT表示温度差；h表示厚度；lg表示初始浪高；F表示张力；

步骤S212、夹送过程通过条元法求得带钢经过夹送辊前应张力的横向分布，间接求得带钢经过夹送辊后产生的纵向塑性应变分布，具体过程为：

条元分割模型的各项功率包括塑性变形功率、接触表面摩擦功率、入口速度间断面上的功率、前后张力的功率，综上求得总功率泛函表达式，其形式为：

总功率泛函是节线出口横向位移u_i(i＝1,2,···,n)的函数，表达式简写为：

N＝N(u₁,u₂,u₃,···,u_n)

其中u₁,u₂,u₃,···,u_n为条元法的正确解；

步骤S213、卷取及平整开卷过程依据实测数据，输入温度拟合系数和材料参数计算公式，计算带钢沿宽度方向和厚度方向的塑性延伸差分布，具体过程为：

拟合弹性模量E、塑性模量Ep、屈服强度σs与温度的关系，结果表明，上述三个关系式均近似线性，具体表达式为：

E＝235297.6-78.1T

E_p＝2802-2.22T

σ_s＝950-1.031T

确定出塑性发生与否的临界半径和临界旋转角，得出塑性延伸差分布；

步骤S214、5辊矫直过程基于有限元仿真结果，建立数据库，使用最小二乘法进行多元函数回归，建立带钢上下表面延伸差预测模型，计算带钢沿厚度方向的塑性延伸差分布，具体过程为：

利用有限元模型进行仿真计算不同工况下，带钢经平整轧制后上下表面延伸差情况，构成数据库；利用最小二乘法多元非线性回归相关知识建立平整轧制过程带钢上下表面延伸差预测模型，寻找一组回归系数f_j(j＝1，2...，m)，使得各组数据的回归值与实验值的残差平方和最小，其形式为：

式中，为第i个回归值，w_i为第i个实验值；

步骤S215、平整过程分别采用影响函数法和三维差分法建立轧制过程中辊系弹性变形和带钢塑性变形计算，进而建立出口纵向延伸差分布模型；厚向基于有限元仿真结果，建立数据库，使用最小二乘法进行多元函数回归，建立带钢上下表面延伸差预测模型，分别计算带钢沿宽度方向和厚度方向的塑性延伸差分布，具体过程为：

建立单个轧辊的弹性压扁方程为：

Y_mns＝G_mnsQ_mns

式中，m和n分别代表接触对中的不同轧辊；G_mns为相接触辊间的弹性压扁影响函数矩阵；

研究迭代修正算法，兼顾模型的收敛速度及计算的稳定性，在每一次迭代后，通过接触判断直接修正接触压力和整体矩阵，在计算中考虑整体辊系的变形与压扁，每一次迭代中均对所有辊进行调整；

建立三维差分带钢塑性变形力学模型，研究单元体的受力和平衡，应用塑性理论基本方程，建立辊系与轧件一体化模型；

步骤S216、13辊矫直过程基于有限元仿真结果，建立数据库，使用最小二乘法进行多元函数回归，建立带钢上下表面延伸差预测模型，计算带钢沿宽度方向和厚度方向的塑性延伸差分布，具体过程为：

根据辊式矫直理论，计算带钢变形和应力应变情况和挠度；

按照大变形线性递减原则制定压弯方案，确定入口处压弯量及出口处压弯量，设原始曲率，计算入口压弯量和出口压弯量；

由已知参数计算带钢纵向延伸差分布。