[发明专利]无缝钢管张力减径机组轧辊孔型设计方法

摘要

本发明公开了一种无缝钢管张力减径机组轧辊孔型设计方法，能够降低优化设计难度，同时满足产品管形及壁厚控制的需要，其包括以下步骤：①收集无缝钢管张力减径机组设备参数及品种规格范围；②选取钢管代表规格产品，确定各代表规格的加权系数；③以a0、a1、a2、…、an为无缝钢管张力减径机组机架孔型曲线参数，设定张力减径机组机架的孔型曲线方程为：y＝a0+a1x2+a2x4+...+anx2n；④设定孔型曲线优化的目标函数，采用优化设计方法确定孔型曲线参数的最优值；⑤将孔型曲线参数的最优值代入孔型曲线函数中，从而得到所需的无缝钢管张力减径机组各机架孔型曲线。利用本发明方法可简化孔型设计的优化过程，设计出的孔型不仅能满足产品管形要求，而且还可兼顾壁厚均匀性。

主权项

1.无缝钢管张力减径机组轧辊孔型设计方法，包括以下步骤：①收集无缝钢管张力减径机组设备参数及品种规格范围，设备参数包括机架数、机架间距，品种规格范围包括张力减径机组入口荒管直径、钢管产品的直径范围、壁厚范围、屈服强度范围；②按照钢管产品的直径范围、壁厚范围及屈服强度范围选取m种代表规格产品，m为≥2的正整数，并确定各代表规格产品的加权系数β_i，i＝[1，m]，i为正整数；③以a₀、a₁、a₂、…、a_n为无缝钢管张力减径机组机架孔型曲线参数，设定张力减径机组机架的孔型曲线方程为：y＝a₀+a₁x²+a₂x⁴+...+a_nx²ⁿ，其中，以孔型曲线的对称轴为y坐标轴，x轴为垂直于y轴的坐标轴，a₀表示轧辊孔型底部与机组轧制中心线的距离，a₀为大于0的常数，a₁、a₂、…、a_n为优化变量，n为≥2的正整数；④按下述步骤优化设计，得出孔型曲线参数a₁、a₂、…、a_n的最优值：i)给孔型曲线参数a₁、a₂、…、a_n赋初值；ii)计算出各种代表规格产品的优化目标函数F_i(x)；iii)计算出孔型优化设计的目标函数G(x)，iv)判断优化目标是否成立，若成立，则终止运算，对应于G(x)最小值的孔型曲线参数a₁、a₂、…、a_n值就是孔型曲线参数a₁、a₂、…、a_n的最优值，若不成立，重复ii)、iii)两步，直到目标成立，计算结束，得到符合优化目标的孔型曲线参数a₁、a₂、…、a_n的最优值；⑤将孔型曲线参数a₁、a₂、…、a_n的最优值代入孔型曲线方程，得到无缝钢管张力减径机组各机架孔型曲线。