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离散化变凸度辊形的自适应设计方法

丁国龙 邱兆祥 汤明俊 周向东

丁国龙, 邱兆祥, 汤明俊, 周向东. 离散化变凸度辊形的自适应设计方法[J]. 机械科学与技术, 2020, 39(4): 608-614. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190155
引用本文: 丁国龙, 邱兆祥, 汤明俊, 周向东. 离散化变凸度辊形的自适应设计方法[J]. 机械科学与技术, 2020, 39(4): 608-614. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190155
Ding Guolong, Qiu Zhaoxiang, Tang Mingjun, Zhou Xiangdong. Adaptive Design Method of Discrete Variable Crown Roll Contour[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(4): 608-614. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190155
Citation: Ding Guolong, Qiu Zhaoxiang, Tang Mingjun, Zhou Xiangdong. Adaptive Design Method of Discrete Variable Crown Roll Contour[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2020, 39(4): 608-614. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190155

离散化变凸度辊形的自适应设计方法

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20190155
基金项目: 

湖北省技术创新专项项目 2018AAA020

详细信息
    作者简介:

    丁国龙(1968-), 副教授, 博士研究生, 研究方向为先进制造技术、数控系统二次开发与应用, 32161354@qq.com

  • 中图分类号: TG331

Adaptive Design Method of Discrete Variable Crown Roll Contour

  • 摘要: 变凸度辊形因其优异的凸度控制能力而在板型控制方面应用广泛,但变凸度辊形由于自身的结构特点导致其相对普通辊形而言有着非对称磨损的情况,且大部分的变凸度辊形的设计过程中考虑的主要因素都是辊形的凸度控制能力。针对上述情况,提出了一种离散化变凸度辊形曲线的自适应设计方法,采用遗传算法对辊形数据进行优化。该设计方法以凸度控制能力和轧辊磨损量为辊形评价指标,以该指标建立遗传算法的适应度函数,优化设计辊形曲线。对比CVC(Continuously variable crown)辊形,发现通过遗传算法优化设计后的离散化辊形在保证凸度控制能力的前提下提高了轧辊的抗磨损能力。相较常规设计方法,该设计方法也具有更好的拓展性和灵活度。
  • 图  1  变凸度辊形

    图  2  等效凸度的线性度

    图  3  工作辊磨损模型

    图  4  离散化可变凸度辊形设计方法流程图

    图  5  离散化辊形和三次CVC辊形曲线对比

    图  6  CVC辊形、离散化辊形在不同板材宽度下的凸度调节能力对比

    图  7  CVC辊形与离散化辊形的磨损量对比

    表  1  CVC辊形系数表

    系数基础数值浮动范围
    A0309.622 30
    A10.001 77-0.01A1~0.01A1
    A2-2×10-6-0.01A2~0.01A2
    A30.6667×10-9-0.01A3~0.01A3
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    表  2  辊形设计参数

    参数名及单位数值
    辊身长度L/mm2 550
    轧制长度L/m30
    轧制压力Pa/(kN·mm-1)8.5
    工作辊直径Dw/mm420
    轧辊磨损综合影响系数kw00.174
    单位轧制压力影响系数kw10.194
    带钢宽度范围内不均匀磨损系数kw20.265
    辊径对整体磨损的影响系数kw32.933
    辊径对轧制力的影响系数kw40.342
    多项式系数a057.442
    多项式系数a10.948
    多项式系数a21.446
    凸度调节能力系数k10.800
    轧辊磨损系数k20.200
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    表  3  遗传算法部分参数

    参数名数值
    种群数量800
    编码长度2 000
    交叉概率60%
    变异概率0.01%
    迭代次数23
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  • 收稿日期:  2019-04-01
  • 刊出日期:  2020-04-05

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