六角鋼管張力減徑過程仿真方法

　　本發(fā)明涉及一種六角鋼管張力減徑過程的數(shù)學(xué)建模及仿真方法，尤其涉及 一種關(guān)于建立張力減徑過程中六角鋼管的縱向壁厚變化的分布參數(shù)數(shù)學(xué)模型及結(jié)合張力減徑過程特點(diǎn)進(jìn)行模型的計(jì)算機(jī)數(shù)值求解的六角鋼管張力減徑過程仿 真方法。

　　張力減徑軋制是一種制造六角鋼管或焊接鋼管的熱軋工藝過程。其工藝原理是不采用芯棒等內(nèi)變形工具，使經(jīng)過穿孔機(jī)和連軋機(jī)軋制出的毛管或荒管依 次通過具有近似圓形截面孔型的相互緊靠的串聯(lián)機(jī)架，將荒管的管徑減少到所 要求的尺寸。現(xiàn)代化張力減徑軋機(jī)成型工藝是在非調(diào)節(jié)式三軋輥機(jī)座中進(jìn)行。 在三輥軋機(jī)上，三個(gè)軋輥圍繞軋道中心線成120°配置，相鄰機(jī)座的軋輥成60° 錯(cuò)位排列。

　　張力減徑機(jī)是六角鋼管熱軋生產(chǎn)的最后一組設(shè)備，是對(duì)鋼管質(zhì)量影響最大的一個(gè)環(huán)節(jié)，控制好張力減徑成品鋼管的壁厚對(duì)六角鋼管軋制收得率的提高及 降低生產(chǎn)成本有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。一個(gè)準(zhǔn)確的張力減徑過程壁厚模型及其快 速的計(jì)算機(jī)求解算法是實(shí)施張力減徑過程鋼管壁厚實(shí)時(shí)控制的關(guān)鍵。六角鋼管 張力減徑過程在軋制鋼管頭段、中段和尾段時(shí)具有不同的軋制特性，“管端增 厚”現(xiàn)象是張力減徑過程固有的特性。給定一組六角鋼管張力減徑機(jī)各機(jī)架軋 輥的速度制度和相關(guān)的工藝參數(shù)，依據(jù)張力減徑工藝設(shè)計(jì)所用的張力減徑過程 的傳統(tǒng)靜態(tài)數(shù)學(xué)模型，只能得到成品鋼管的平均壁厚，而無法了解成品鋼管的 管端增厚段的長(zhǎng)度。

　　為了了解張力減徑成品鋼管壁厚的整個(gè)分布情況，建立以軋制過程中鋼管 壁厚變化為輸出的分布參數(shù)模型十分必要。目前張力減徑機(jī)分布參數(shù)模型的研 究方法主要有兩種：一種是根據(jù)詳細(xì)的機(jī)理建立以有限元分析為基礎(chǔ)的復(fù)雜分 布參數(shù)模型;另一種是通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等利用數(shù)據(jù)擬合的方法對(duì)張力減徑過程進(jìn) 行建模。這兩種方法都有不足之處，基于有限元的計(jì)算模型的計(jì)算量巨大，需要大量的計(jì)算資源，無法適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)性的要求;而基于數(shù)據(jù)擬合的計(jì)算模型則脫離了工藝原理，模型的參數(shù)物理意義不明確，模型的有效性得不到保證。