CN111611699A - 一种获取板材残余应力分布特征的智能矫直机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种获取板材残余应力分布特征的智能矫直机，在辊式矫直机入口与出口分别布置一组板厚测量仪，将直接测量结果通过相关模型计算，可求得所述板材不平度值、梯度值，进而得到板材内部残余应力分布趋势图；根据残余应力分布趋势图，结合板材屈服强度、硬化系数、弹性模量确定矫直辊压下量；根据所述残余应力分布趋势图作为板型的缺陷特征，每个矫直辊在矫直过程中对应残余应力分布趋势图进行动态调整矫直工艺，对矫直辊压下量进行控制，实现根据残余应力的分布特征，动态设定矫直工艺的压下量、边辊值、弯辊、左右倾，从而提高矫直机针对特殊板型缺陷的矫直能力和效率。

Description

一种获取板材残余应力分布特征的智能矫直机

技术领域

本发明涉及矫直工艺技术领域，特别是涉及一种获取板材残余应力分布特征的智能矫直机。

背景技术

板材矫直过程中，主要目的是为了减小和消除板材内部的残余应力，以达到改善板材板型，提高板材平直度的效果。一般情况下，板材的残余应力很难在轧线上直接测量，而一般的矫直工艺在计算过程中，主要考虑的也是板材的力学性能参数，如屈服强度、弹性模量、硬化系数等。如何将板材的残余应力引入到矫直工艺模型当中，根据现场情况动态描述残余应力的变化趋势，并根据所刻画的趋势实时调整矫直工艺参数，一直是矫直工艺计算当中的难点。

本发明以板材不平度变化的趋势来表征刻画板材内部残余应力的变化趋势，并根据残余应力的变化趋势，调整矫直工艺参数设定。

将板材沿着运动方向每隔一个确定距离L划分为若干的横截段，L＝V*T，其中V表示当前矫直速度，T表示扫描仪采样周期，每个横截段有不同的残余应力分布，而本横截段需要的最大矫直压下量是由该横截段残余应力最大的部分决定的，某个位置的残余应力大，则该位置的压下量则大，残余应力小则压下量就小，若采取统一的压下量，则要完成矫直，必须取最大残余应力处的压下量。进而可得二号辊处的压下量，同理可得其他各辊的压下量。根据第二辊的残余应力分布与弯辊值、边辊值之间的映射关系，确定弯辊、边辊值，根据测量点的坐标计算矫直辊左右倾的值。

发明内容

基于此，有必要提供一种获取板材残余应力分布特征的智能矫直机，以实现矫直辊在矫直过程中根据其板型特征动态施加相应的压下量、弯辊值、边辊值、左右倾。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种获取板材残余应力分布特征的智能矫直机，所述辊式矫直机包括多个上排矫直辊和多个下排矫直辊，各所述矫直辊平行布置于待矫直板材移动方向，所述具体模型包括：

用激光扫描仪获取所述板材不平度值；

利用梯度公式求取板材内部指定方向不平度值变化规律；

依据所得规律及板材自身特性估计得到板材内部残余应力分布趋势图；

根据所述残余应力分布趋势图沿运动方向每隔一个确定距离L，划分一个横截段；

对每个横截段求取最大梯度值；

根据获得的最大梯度值，对矫直辊进行压下量、边辊、弯辊、左右倾的动态控制。

可选的，获取所述板材不平度值，具体包括：

获取激光扫描仪到板材基准面的距离，即基准距离；

沿矫直辊排列方向给定板材向前传输速度，将激光扫描仪沿板材运动方向垂直进行扫描，获取激光扫描仪与板材表面测量点之间的垂直距离以及测量点的坐标；

将垂直距离与基准距离作差，其差值即为板材不平度值。

可选的，利用梯度公式求取板材内部指定方向不平度值变化规律，具体包括：

利用激光扫描仪获取所述板材不平度值及测量点坐标；

采用公式

计算板材内部指定方向的不平度值变化，其中

为板材上坐标为(x,y)的测量点的梯度的模，即梯度值，dx(x,y)为沿x轴方向的不平度值变化，dy(x,y)为沿y轴方向不平度值变化。

可选的，依据所得规律及板材自身特性估计得到板材内部残余应力分布趋势图，包括：

板材表面所有所述梯度值分布即为板材内部残余应力分布趋势，由此得到残余应力分布趋势图。

可选的，根据所述残余应力分布趋势图沿运动方向每隔一个确定距离L划分一个横截段，对每个横截段求取最大梯度值，包括：

将残余应力分布趋势图沿运动方向每隔一个确定距离L划分一个横截段，L＝V*T，其中V表示当前矫直速度，T表示扫描仪采样周期，并求出该横截段的最大梯度值，即

可选的，根据获得的最大梯度值、不平度值，求取矫直辊的压下量、边辊、弯辊、左右倾，包括：

根据公式

计算第i号矫直辊压下量S_i，n_i表示第i号辊对应的弹性曲率值的倍数，所述第i号矫直辊为上排矫直辊，i＝4,6……N-3；

根据公式

计算第i号矫直辊压下量S_i，所述第i号矫直辊为下排矫直辊，i＝3,5,7……N-2，S_i-1和S_i+1分别为与第i号矫直辊相邻的两个上排矫直辊压下量。

所述第2号、第N-1号矫直辊压下量具体计算公式为：

其中，σ_s表示屈服强度，H表示板材厚度，E表示弹性模量，T表示矫直辊辊距，n₂、n_n-1表示第2号、第N-1号矫直辊对应的弹性曲率值的倍数。

根据所述残余应力趋势图确定第i号矫直辊压下量，i＝1,2,3,...N：确定所述第2号对应的弹性曲率值的倍数的数值范围为0～5、第N-1号矫直辊对应的弹性曲率值的倍数的数值范围为0～1.5，其余矫直辊对应的弹性曲率值的倍数的数值范围每隔

确定进行确定。

获取当前矫直辊所在残余应力分布趋势图的位置，确定当前位置的最大值

以及板材的屈服强度Q；

建立

与

的比值与所述第2号矫直辊对应的弹性曲率值的倍数的数值范围的映射关系，从而确定最终的所述第2号矫直辊压下量，根据该方法确定其余矫直辊压下量。

所述

与

的比值与所述第2号矫直辊对应的弹性曲率值的倍数的数值范围的映射关系为：

当

时：

当

时：

n₂＝5

其中，

表示该横截段最大梯度值，

表示板材最大梯度值。

根据所述第i号矫直辊压下量，i＝1,2,3,...N对板材进行矫直。

根据所述残余应力分布趋势图绘制标准线，所述标准线将所述残余应力分布趋势图划分为多个区域；各所述区域对应不同的弯辊值和边辊值；

根据所述残余应力分布趋势图沿运动方向每隔一个确定距离L划分一个横截段，L＝V*T，其中V表示当前矫直速度，T表示扫描仪采样周期，确定该横截段的最大梯度值，即

也是弯辊、左右倾的最低点，

所述残余应力分布系数与弯辊值之间的映射关系为：

其中，k表示残余应力分布系数，用来描述残余应力分布趋势，

表示该横截段最大梯度值，

表示板材最大梯度值，pr表示弯辊值，Q表示板材屈服强度，Q_max表述板材最大屈服强度；pr_max表示最大弯辊值。

所述残余应力与边辊值之间的映射关系为：(采用不平度，边辊与不平度符号相反)

其中，h为不平度，br表示边辊值，Q表示板材屈服强度，Q_max表述板材最大屈服强度，±h_max表示不平度范围，±br_max表示边辊值可调范围。

根据所述最大梯度值计算各区域间的矫直辊倾斜值；

获取矫直辊的实际长度L；

获取矫直辊最高点位置形成的半径为R、圆心角为

的扇形：根据图8、9可得：

式中，h2＝pr，pr表示弯辊量，L_i表示矫直辊长度，初始给定

为扇形圆心角一半，将

代入

求得与

对应的R，再将R、

代入式

求得对应的矫直辊理论长度L_i，判断L_i-L的差值是否在取值范围±ΔL之内，如果在则确定R、

否则每隔

确定一个

值，并判断L_i-L的差值是否在取值范围±ΔL之内，直至得到R、

如图10所示；

采用公式

和

计算矫直辊倾斜值，H₁为矫直辊最左端上升或下降的值，R为扇形半径，h2为弯辊量，x为梯度最大值测量点的横坐标，I为矫直辊宽度，

H₂矫直辊最右端上升或下降的值。

判断x，与

的大小关系：

若

矫直辊右倾，H₁为负值,H₂为正值；

若

时，矫直辊不发生倾斜，H₁、H₂值为零；

若

时，矫直辊左倾，H₁为正值，H₂为负值。

根据所述压下量、弯辊值、边辊值、左右倾对板材进行矫直。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：利用激光扫描仪获取所述板材不平度值；利用梯度公式求取板材内部指定方向不平度值变化规律；依据所得规律及板材自身特性估计得到板材内部残余应力分布趋势图；根据所述残余应力分布趋势图沿运动方向每隔一个确定距离L划分一个横截段，对每个横截段求取最大梯度值；根据获得的最大梯度值，求取矫直辊的压下量、边辊、弯辊、左右倾。通过本发明的上述方法以实现矫直辊在矫直过程中对应残余应力分布趋势图进行动态调整矫直工艺，对矫直辊压下量进行控制，实现根据残余应力的分布特征，动态设定矫直工艺的压下量、边辊量、弯辊量、左右倾。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明获取板材不平度值的示意图；

图3为本发明辊式矫直机及板材示意图；

图4为本发明板材残余应力分布趋势图；

图5为本发明板材内部残余应力分布趋势图划分横截段示意图；

图6为本发明实施例单边浪缺陷板材示意图；

图7为本发明实施例单边浪缺陷板材示意图；

图8为本发明矫直辊右倾示意图；

图9为本发明矫直辊左倾示意图；

图10为本发明求解弯辊对应扇形的半径和角度的程序流程图；

其中，E—板型仪，F—基准面,A—板材，bc—板材长度，bk—板材宽度，B—板材运动方向。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种基于板材残余应力分布特征的压下量、弯辊值、边辊值、左右倾控制方法，以实现矫直辊在矫直过程中根据其板材残余应力分布特征动态施加相应的压下量、弯辊值、边辊值、左右倾。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例一种获取板材残余应力分布特征的智能矫直机的流程图。参见图1，实施例一种获取板材残余应力分布特征的智能矫直机，所述辊式矫直机包括多个上排矫直辊和多个下排矫直辊，各所述矫直辊平行布置于待矫直板材移动方向，所述具体方法包括：

步骤101：利用激光扫描仪获取所述板材不平度值。

具体的，如图2所示，设定激光扫描仪到板材基准面的基准距离为H_a，沿矫直辊排列方向给定板材向前传输速度，将激光扫描仪沿板材运动方向垂直进行扫描，激光扫描仪反射回距离板材上对应测量点垂直距离H_b以及测量点坐标(x,y)，该测量点对应的板材不平度值h＝H_a-H_b。

步骤102：利用梯度公式求取板材内部指定方向不平度值变化规律。

具体的，以板材初始扫描点为原点，沿板材宽度方向为x轴，沿板材长度方向为y轴建立二维直角坐标系，采用如下公式计算板材内部指定方向的不平度值变化规律，计算包括：

其中，f(x,y)为板材上坐标为(x,y)的测量点对应的板材不平度，f(x+Δx,y)为板材上坐标为(x+Δx,y)的测量点对应的板材不平度，Δx为两个相邻测量点的水平距离，f(x,y+Δy)为板材上坐标为(x,y+Δy)的测量点对应的板材不平度，Δy为两个相邻测量点的垂直距离，

为板材上坐标为(x,y)的测量点的梯度的模，即梯度值。

步骤103：依据所得规律及板材自身特性估计得到板材内部残余应力分布趋势图。

步骤104：根据所述残余应力分布趋势图沿运动方向每隔一个确定距离L划分一个横截段，对每个横截段求取最大梯度值。

具体的，将残余应力分布趋势图沿运动方向每隔一个确定距离L划分一个横截段，L＝V*T，其中V表示当前矫直速度，T表示扫描仪采样周期；

确定该横截段中的最大梯度值，即

步骤105：根据获得的最大梯度值，对矫直辊进行压下量、边辊、弯辊、左右倾的动态控制。

根据残余应力分布趋势图确定第i号矫直辊压下量，i＝1,2,3,...N，其中，所述第i号矫直辊为第1号或第N号矫直辊时，压下量为零，即S₁＝0，S_N＝0，S₁表示第1号矫直辊的压下量，S_N表示第N号矫直辊的压下量。

所述第2号、第N-1号矫直辊的压下量具体计算公式为：

其中，σ_s表示屈服强度，H表示板材厚度，E表示弹性模量，T表示矫直辊辊距，n₂、n_n-1表示第2号、第N-1号矫直辊对应的弹性曲率值的倍数。

具体的，第2号矫直辊的压下量S₂对应的弯曲曲率取值为0～5倍弹性曲率值对应的值，即n₂为0～5，第N-1号矫直辊的压下量S_N-1对应的弯曲曲率取值为0～1.5倍弹性曲率值对应值，即n_n-1为0～1.5，其余矫直辊对应的弹性曲率值的倍数的数值范围每隔

确定进行确定。

建立

与

比值与所述第2号矫直辊对应的弹性曲率值的倍数的数值范围的映射关系，从而确定最终的所述第2号矫直辊压下量，根据该方法确定其余矫直辊压下量。

所述

与

的比值与所述第2号矫直辊对应的弹性曲率值的倍数的数值范围的映射关系为：

当

时：

当

时：

n₂＝5

其中，

表示该横截段最大梯度值，

表示板材最大梯度值。

弹性曲率值计算公式为：

其中，σ_s表示屈服强度，E表示弹性模量，ρ_t表示压弯曲率，H表示板材厚度。

所述第2号、第N-1号矫直辊对应的弯曲曲率计算公式为：

其中，T表示矫直辊辊距。

所述第2号、第N-1号矫直辊的压下量的计算公式为:

其中，σ_s表示屈服强度，E表示弹性模量，ρ_t表示压弯曲率，T表示矫直辊辊距，H表示板材厚度，n₂、n_n-1表示第2号、第N-1号矫直辊对应的弹性曲率值的倍数。

已知第2号矫直辊与第N-1号矫直辊的压下量后，计算所述第i号矫直辊压下量。

所述第i号矫直辊压下量的计算包括：

根据公式

计算第i号矫直辊压下量S_i，n_i表示第i号辊对应的弹性曲率值的倍数，所述第i号矫直辊为上排矫直辊，i＝4,6……N-3，其值为正值，方向向下，如图3所示。

所述第i号矫直辊压下量的计算还包括：

根据公式

计算第i号矫直辊压下量S_i，所述第i号矫直辊为下排矫直辊，i＝3,5,7……N-2，S_i-1和S_i+1分别为与第i号矫直辊相邻的两个上矫直辊压下量，其值为负值，方向向上。

所述残余应力分布系数与弯辊值之间的映射关系为：

其中，k表示残余应力分布系数，用来描述残余应力分布趋势，

表示该横截段最大梯度值，

表示板材最大梯度值，pr表示弯辊值，Q表示板材屈服强度，Q_max表述板材最大屈服强度；pr_max表示最大弯辊值。

所述残余应力与边辊值之间的映射关系为：(采用不平度，边辊与不平度符号相反)

其中，h为不平度，br表示边辊值，Q表示板材屈服强度，Q_max表述板材最大屈服强度，±h_max表示不平度范围，±br_max表示边辊值可调范围。

根据所述最大梯度值计算各区域间的矫直辊倾斜值；

获取矫直辊的实际长度L；

获取矫直辊最高点位置形成的半径为R、圆心角为

的扇形：根据图8、9可得：

式中，h2＝pr，pr表示弯辊量，L_i表示矫直辊长度，初始给定

为扇形圆心角一半，将

代入

求得与

对应的R，再将R、

代入式

求得对应的矫直辊理论长度L_i，判断L_i-L的差值是否在取值范围±ΔL之内，如果在则确定R、

否则每隔

确定一个

值，并判断L_i-L的差值是否在取值范围±ΔL之内，直至得到R、

如图10所示；

采用公式

和

计算矫直辊倾斜值，H₁为矫直辊最左端上升或下降的值，R为扇形半径，h2为弯辊量，x为梯度最大值测量点的横坐标，I为矫直辊宽度，

H₂矫直辊最右端上升或下降的值。

判断x，与

的大小关系：

若

矫直辊右倾，H₁为负值,H₂为正值；

若

时，矫直辊不发生倾斜，H₁、H₂值为零；

若

时，矫直辊左倾，H₁为正值，H₂为负值。

具体的，以板材长度为10000mm,板材宽度为1850mm的板材为例得到本发明实施例板材残余应力分布趋势图，参见图4，图中右侧的颜色栏与图中左侧的板材残余应力趋势图相对应，由下至上颜色越深，即板材相对应位置残余应力越大。

在矫直辊咬入板材过程中，将板材沿着运动方向每隔一个确定距离L划分为若干的横截段，L＝V*T，其中V表示当前矫直速度，T表示扫描仪采样周期，每个横截段上有不同的残余应力分布，而本横截段需要的最大矫直压下量是由该横截段当中残余应力最大的部分决定的，若采取统一的压下量，则要完成矫直，必须取最大残余应力处的压下量，因此选取该横截段所有梯度值的最大梯度值

具体的，图5为板材横截段划分图，图中1#、2#、3#……6#为部分横截段，当矫直辊运动到横截段1#时，将第i号矫直辊矫直辊的压下量动态调整为横截段1#对应的最大梯度值

下第i号矫直辊矫直辊的压下量，i＝1,2,3,...N，N为矫直辊的总数量；当矫直辊从横截段1#运动到横截段2#时，将第i号矫直辊矫直辊的压下量逐渐动态调整为横截段2#对应的最大梯度值

下第i号矫直辊矫直辊的压下量，i＝1,2,3,…N，N为矫直辊的总数量；依次根据所述残余应力分布趋势图作为板型的缺陷特征，对矫直辊压下量进行控制，直至板材矫直完成。设弯辊量为pr，由之前可求解出每一横截段对应的最大梯度值

通过线性映射：

其中，k表示残余应力分布系数，用来描述残余应力分布趋势，

表示该横截段最大梯度值，

表示板材最大梯度值，pr表示弯辊值，Q表示板材屈服强度，Q_max表述板材最大屈服强度；pr_max表示最大弯辊值，可得到弯辊值，并通过计算得到的弯辊值来进行矫直；

通过线性映射：(采用不平度，边辊与不平度符号相反)

可得到边辊值，并通过计算得到的边辊值来进行矫直。

根据所述最大梯度值计算各横截段间的矫直辊倾斜值；

获取矫直辊的实际长度L；

获取矫直辊最高点位置形成的半径为R、圆心角为

的扇形：根据图8、9可得：

式中，h2＝pr，pr表示弯辊量，L_i表示矫直辊长度，初始给定

为扇形圆心角一半，将

代入

求得与

对应的R，再将R、

代入式

求得对应的矫直辊理论长度L_i，判断L_i-L的差值是否在取值范围±ΔL之内，如果在则确定R、

否则每隔

确定一个

值，并判断L_i-L的差值是否在取值范围±ΔL之内，直至得到R、

如图10所示；

采用公式

和

计算矫直辊倾斜值，H₁为矫直辊最左端上升或下降的值，R为扇形半径，h2为弯辊量，x为梯度最大值测量点的横坐标，I为矫直辊宽度，

H₂矫直辊最右端上升或下降的值。

判断x，与

的大小关系：

若

矫直辊右倾，H₁为负值,H₂为正值；

若

时，矫直辊不发生倾斜，H₁、H₂值为零；

若

时，矫直辊左倾，H₁为正值，H₂为负值。

本发明实施例通过在现有压下量、弯辊值、边辊值、左右倾计算方法的基础上进行修正，建立新的压下量、弯辊值、边辊值、左右倾计算方法，随着残余应力的变化对压下量、弯辊值、边辊值、左右倾进行动态调整。

本发明实施例通过激光扫描仪对板材不平度数据进行采集，然后对采集后的数据进行分析得到残余应力分布趋势图，矫直辊在矫直过程中根据其所处残余应力分布趋势图位置动态施加相应的压下量、弯辊值、边辊值、左右倾。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种获取板材残余应力分布特征的智能矫直机，其特征在于，在辊式矫直机入口处与出口处分别布置一组板厚测量仪，将测量结果通过计算模型进行计算，求得所述板材不平度值、梯度值，进而得到板材内部残余应力分布趋势图；根据残余应力分布趋势图，结合板材屈服强度、硬化系数、弹性模量确定矫直辊压下量、边辊值、弯辊值、左右倾，将所述残余应力分布趋势图作为板型的缺陷特征，每个矫直辊在矫直过程中对应残余应力分布趋势图进行矫直工艺调整，动态设定矫直工艺的压下量、边辊值、弯辊、左右倾，从而提高矫直机针对特殊板型缺陷的矫直能力和效率，

所述具体模型包括：

步骤一：利用激光扫描仪获取所述板材不平度值；

步骤二：利用梯度公式求取板材内部指定方向不平度值变化规律；

步骤三：依据所得规律及板材自身特性估计得到板材内部残余应力分布趋势图；

步骤四：根据所述残余应力分布趋势图沿运动方向每隔一个确定距离L划分一个横截段，对每个横截段求取最大梯度值；

步骤五：根据获得的最大梯度值、不平度值，对矫直辊进行压下量、边辊、弯辊、左右倾的动态控制。

2.根据权利要求1所述的一种获取板材残余应力分布特征的智能矫直机，其特征在于，利用激光扫描仪获取所述板材不平度值，具体包括：

获取激光扫描仪到板材基准面的距离，即基准距离H_a；

沿矫直辊排列方向给定板材向前传输速度，将激光扫描仪沿板材运动方向垂直进行扫描，获取激光扫描仪与板材表面测量点之间的垂直距离H_b以及测量点的坐标；

将垂直距离与基准距离作差，其差值即为板材不平度值h。

3.根据权利要求1所述的一种获取板材残余应力分布特征的智能矫直机，其特征在于，利用梯度公式求取板材内部指定方向不平度值变化规律，具体包括：

利用激光扫描仪获取所述板材不平度值及测量点坐标；

采用公式

计算板材内部指定方向的不平度值变化，其中

为板材上坐标为(x,y)的测量点的梯度的模，即梯度值，dx(x,y)为沿x轴方向的不平度值变化，dy(x,y)为沿y轴方向不平度值变化。

4.根据权利要求1所述的一种获取板材残余应力分布特征的智能矫直机，其特征在于，依据所得规律及板材自身特性估计得到板材内部残余应力分布趋势图，包括：板材表面所有所述梯度值分布并以此估计板材内部残余应力分布趋势，由此得到残余应力分布趋势图。

5.根据权利要求1所述的一种获取板材残余应力分布特征的智能矫直机，其特征在于，根据所述残余应力分布趋势图沿运动方向每隔一个确定距离L划分一个横截段，对每个横截段求取最大梯度值，具体包括：将残余应力分布趋势图沿运动方向每隔一个确定距离L划分一个横截段，L＝V*T，其中V表示当前矫直速度，T表示扫描仪采样周期，并求出该横截段的最大梯度值，即

6.根据权利要求1所述的一种获取板材残余应力分布特征的智能矫直机，其特征在于，根据获得的最大梯度值、不平度值，求取矫直辊的压下量、边辊、弯辊、左右倾，具体包括：

根据公式

计算第i号矫直辊压下量S_i，n_i表示第i号辊对应的弹性曲率值的倍数，所述第i号矫直辊为上排矫直辊，i＝4,6……N-3。

根据公式

计算第i号矫直辊压下量S_i，所述第i号矫直辊为下排矫直辊，i＝3,5,7……N-2，S_i-1和S_i+1分别为与第i号矫直辊相邻的两个上排矫直辊压下量。

所述第2号、第N-1号矫直辊压下量具体计算公式为：

其中，σ_s表示屈服强度，H表示板材厚度，E表示弹性模量，T表示矫直辊辊距，n₂、n_n-1表示第2号、第N-1号矫直辊对应的弹性曲率值的倍数。

根据所述残余应力趋势图确定第i号矫直辊压下量，i＝1,2,3,...N，具体包括：

确定所述第2号矫直辊对应的弹性曲率值的倍数的数值范围为0～5、第N-1号矫直辊对应的弹性曲率值的倍数的数值范围为0～1.5，其余矫直辊对应的弹性曲率值的倍数的数值范围每隔

确定进行确定。

获取当前矫直辊所在残余应力分布趋势图的位置，确定当前位置的最大梯度值

以及板材的屈服强度Q；

建立

与

比值与所述第2号矫直辊对应的弹性曲率值的倍数的数值范围的映射关系，从而确定最终的所述第2号矫直辊压下量，根据该方法确定其余矫直辊压下量。

所述

与

的比值与所述第2号矫直辊对应的弹性曲率值的倍数的数值范围的映射关系为：

当

时：

当

时：

n₂＝5

其中，

表示该横截段最大梯度值，

表示板材最大梯度值。

根据所述第i号矫直辊压下量，i＝1,2,3,...N对板材进行矫直。

根据所述残余应力绘制标准线；所述标准线将所述残余应力分布趋势图划分为多个区域；各所述区域对应不同的弯辊值和边辊值。

获取残余应力与弯辊值、边辊值之间的映射关系，根据所述最大梯度值，即

也是弯辊最低点；

所述残余应力分布系数与弯辊值之间的映射关系为：

其中，k表示残余应力分布系数，用来描述残余应力分布趋势，

表示该横截段最大梯度值，

表示板材最大梯度值，pr表示弯辊值，Q表示板材屈服强度，Q_max表述板材最大屈服强度；pr_max表示最大弯辊值。

所述残余应力与边辊值之间的映射关系为：(采用不平度，边辊与不平度符号相反)

其中，h为不平度，br表示边辊值，Q表示板材屈服强度，Q_max表述板材最大屈服强度，±h_max表示不平度范围，±br_max表示边辊值可调范围。

所述残余应力与左右倾之间的映射关系为：

根据所述最大梯度值计算各区域间的矫直辊倾斜值；

获取矫直辊的实际长度L；

获取矫直辊最高点位置形成的半径为R、圆心角为

的扇形：根据图8、9可得：

式中，h2＝pr，pr表示弯辊量，L_i表示矫直辊长度，初始给定

为扇形圆心角一半，将

代入

求得与

对应的R，再将R、

代入式

求得对应的矫直辊理论长度L_i，判断L_i-L的差值是否在取值范围±ΔL之内，如果在则确定R、

否则每隔

确定一个

值，并判断L_i-L的差值是否在取值范围±ΔL之内，直至得到R、

如图10所示；

采用公式

和

计算矫直辊倾斜值，H₁为矫直辊最左端上升或下降的值，R为扇形半径，h2为弯辊量，x为梯度最大值测量点的横坐标，I为矫直辊宽度，

H₂矫直辊最右端上升或下降的值。

判断x，与

的大小关系：

若

矫直辊右倾，H₁为负值,H₂为正值；

若

时，矫直辊不发生倾斜，H₁、H₂值为零；

若

时，矫直辊左倾，H₁为正值，H₂为负值。

Images