[发明专利]一种厚钢板同径异速蛇形差温协同轧制力能参数计算方法

权利要求书

1.一种厚钢板同径异速蛇形差温协同轧制力能参数计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

首先，根据蛇形差温协同轧制变形区的几何关系得到上、下工作辊的压下量，根据上、下工作辊的压下量求解同径异速蛇形差温协同轧制变形区长度；

其次，根据蛇形差温协同轧制变形抗力梯度将轧件分为若干层，并根据上、下工作辊处中性点的位置将轧件的每一层均划分为若干个变形区，计算轧件的等效剪切屈服应力，根据轧件的等效剪切屈服应力求解轧件的屈服准则；

再次，基于屈服准则分别构建每个变形区的单位压力求解模型，利用边界条件求解积分常数，基于积分常数和每个变形区的单位压力构建同径异速蛇形差温协同轧制的轧制力和轧制力矩的求解模型，完成同径异速蛇形差温协同轧制的轧制力和轧制力矩的计算；

根据蛇形差温协同轧制变形抗力梯度，将轧件分为变形抗力变化＞5Mpa的上表层、下表层和变形抗力变化≤5Mpa的中间层；再根据上、下工作辊处中性点的位置将轧件的上表层、中间层、下表层中的每一层均划分为后滑区Ⅰ、搓轧区Ⅱ、前滑区Ⅲ、反弯区Ⅳ四个变形区；

所述轧件屈服准则的求解方法为：

首先，将轧件分为上表层、下表层和中间层；

其次，计算轧件的等效流变应力σ_s如式4所示：

σ_s＝σ₂+β₁(σ₁-σ₂)+β₂(σ₃-σ₂) 4

其中，σ₁、σ₂、σ₃分别为轧件上表层、中间层、下表层的流变应力；β₁、β₂分别为上表层和下表层的厚度占比，β₁＝h₁/H，β₂＝h₃/H；H为轧前轧件的厚度，h₁、h₂、h₃分别为轧件上表层、中间层、下表层厚度；

再次，根据Von Mises屈服准则计算得到轧件的屈服准则，如式5所示：

其中，p为单位压力，q为变形区的水平正应力，k_e为等效剪切屈服应力，m₁、m₂分别为轧件上、下表面与工作辊的接触摩擦系数，M为屈服准则的相关系数，c₁、c₂分别为轧件上、下表面的引入系数，在后滑区Ⅰ、前滑区Ⅲ和反弯区Ⅳc₁＝c₂＝0.5，在搓轧区Ⅱ，c₁＝c₂＝1；

采用主应力法确定四个变形区的单位压力求解模型；

后滑区Ⅰ的单位压力表达式P_Ⅰ如式7所示：

其中，τ₁、τ₂分别为上、下工作辊与轧件的摩擦应力，x为上、下工作辊处中性点的坐标，C_Ⅰ为后滑区Ⅰ的积分常数；h₀为轧后轧件的厚度，R为上、下工作辊的半径，d为错位量，M为屈服准则的相关系数；

搓轧区Ⅱ的单位压力表达式P_Ⅱ如式8所示：

其中，C_Ⅱ为搓轧区Ⅱ的积分常数；

前滑区Ⅲ的单位压力表达式P_Ⅲ如式9所示：

其中，C_Ⅲ为前滑区Ⅲ的积分常数；

反弯区Ⅳ的单位压力表达式P_Ⅳ如式10所示：

其中，C_Ⅳ为反弯区Ⅳ的积分常数。