[发明专利]一种基于锆合金的多轧程多道次变形制度设计方法

权利要求书

1.一种基于锆合金的多轧程多道次变形制度设计方法，其特征在于，包括：

采集轧制过程中轧件的工艺参数；

获取所述轧件在退火状态下的材料力学性能参数，并根据所述力学性能参数中的真实应变和变形抗力的变化关系进行变形抗力模型回归，得到变形抗力模型；

基于Roberts轧制力模型对所述轧件的摩擦系数进行反求，并利用自适应粒子群算法对所述摩擦系数进行非线性模型回归，包括：建立最小目标函数，并利用自适应粒子群算法对基于Roberts轧制力模型的摩擦系数进行反求，以计算的轧制力与实测轧制力的误差小于1×10^-3为目标，反求出所述轧件的摩擦系数；其中，所述最小目标函数为预报轧制力与实际轧制力的误差平方和；

根据目标函数和智能算法对所述变形抗力模型进行优化，包括：以预报轧制力与实际轧制力的误差平方和为目标，对比选取多组变形抗力模型结构，通过迭代寻优得到轧制力预报精度最高的一组变形抗力模型优化系数，取轧制力预报精度最高的一组作为变形抗力优化模型，其中，所述变形抗力优化模型包括：

式中，σ₀为材料退火态屈服应力，单位：MPa；ε_Σ为累计压下率，已知量；a₁、a₂、a₃为待优化系数；

建立轧制过程比例凸度恒定目标函数，包括：

式中：i为中间轧程道次数，i＝17；P_i为第i道次轧制力，单位：kN；h_i为第i道次出口厚度，单位：mm；

采用罚函数法建立考虑轧制力约束、压下率约束和轧制力矩约束的变形制度约束条件；

基于所述自适应粒子群算法进行兼顾板形良好的冷轧锆合金变形制度优化，包括：以各道次压下率作为优化变量的粒子位置，随机产生的粒子不满足约束条件时产生较大值，并重新回到初始化粒子位置进行再次优化，直至输出符合约束条件的目标函数值最小的优化后的各道次压下率。

2.根据权利要求1所述的基于锆合金的多轧程多道次变形制度设计方法，其特征在于，

所述工艺参数包括：各道次轧制力、出入口厚度、前后张力、弯辊力、板宽、轧制速度和辊缝设定值。

3.根据权利要求1所述的基于锆合金的多轧程多道次变形制度设计方法，其特征在于，

所述变形抗力模型包括：

4.根据权利要求1所述的基于锆合金的多轧程多道次变形制度设计方法，其特征在于，

所述轧制力约束包括：P_min≤P≤P_max

其中，P_max＝5500，单位：kN；

所述压下率约束包括：ε_min≤ε≤ε_max

其中，ε_max＝10％；

所述轧制力矩约束包括：M_min≤M≤M_max

其中，M_max＝48，单位：kN.m。

5.根据权利要求1所述的基于锆合金的多轧程多道次变形制度设计方法，其特征在于，

所述罚函数包括：

式中，各道次轧制力P_k、轧制力矩M_k和压下率ε_k是当k趋近于无穷大时的有理数；

各道次轧制力P_i，轧制力矩M_i和压下率ε_i的惩罚项按照下式计算：

式中，X_i为P_i、M_i和ε_i中的一项；X_imax分别为他们的最大值。