CN112974521A - 一种求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法 - Google Patents

一种求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，包括：S1、利用边界条件获取上、下工作辊中性点的位置；S2、基于上、下工作辊中性点的位置以及轧制变形区长度，在变形区的不同组成状态下，分别计算轧件的顶部和底部剪切应变差导致的角位移，基于角位移获取剪切应变引起的板曲率；S3、在变形区的不同组成状态下，分别计算轴向应变引起的板曲率；S4、基于剪切应变引起的板曲率、轴向应变引起的板曲率，获取轧件的总曲率。本发明依据中性点的位置状态初步预测轧制变形区的组成状态，根据变形区的组成状态、边界条件、初始条件求解轧制厚板的曲率，为蛇形轧制工艺设计和轧机结构设计提供理论依据。

Description

一种求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法
技术领域
本发明涉及铝合金厚板塑性成形技术领域，特别是涉及一种求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法。
背景技术
由于航空航天飞行器逐渐向大型化、整体化及高精度化发展，飞行器结构轻量化已经成为一个备受关注的方向，因此，高强度高韧性铝合金超厚板成为一种不可或缺的材料。另外，铝合金厚板还广泛应用于国民经济的各个部门，有着举足轻重的地位，如交通运输业、机械与装备制造业等。
整体化、大型化航空航天器关键部件及其加工技术的发展要求航空材料供应商提供尺寸及厚度更大的板坯，但是材料存在的组织不均匀性以及心部铸造等缺陷却大大增加了轧制难度。因此，开发新型加工技术以减弱厚板存在的组织不均匀性、消除心部铸造缺陷成为提高大型整体航空结构件品质的关键所在。
在异步轧制过程中，变形区域内形成搓轧区，有利于使变形渗入中心部位，改善中心变形。对于厚规格铝板异步轧制，会导致铝板轧后出现翘曲现象，影响后续转钢和下一道次的咬入。
异步轧制有两种途径，一种同径异速法，另一种是同速异径法。虽然两种方法均可实现异步轧制，但由于实现思路不同两者对中性点的位置影响也不尽相同，从而变形区的组成情况有所区别，进而两者弯曲曲率模型也不尽相同。
为了解决厚规格铝板的弯曲问题，在传统异步轧制的基础上将上工作辊沿轧制方向移动一定距离，形成蛇形轧制。此时在变形区形成前滑区、搓轧区、后滑区和反弯区。其中，反弯区可以起到抑制板材弯曲的作用。采用蛇形轧制的方式可使板材在变形区产生剪切应力作用，导致心部组织变形更加充分，达到细化晶粒目的，并且保持轧后良好的板形。
为了使轧机能够生产出性能良好的厚板，有必要对同速异径蛇形轧制厚板的弯曲曲率建模进行深入研究，为其提供一种求解厚铝板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，从而对生产起到指导作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，以解决现有技术中存在的技术问题，依据中性点的位置状态初步预测轧制变形区的组成状态，根据变形区的组成状态、边界条件、初始条件求解轧制厚板的曲率，为蛇形轧制工艺设计和轧机结构设计提供理论依据。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，包括：
S1、基于变形区的不同组成状态，利用边界条件分别获取上、下工作辊中性点的位置；
S2、求解轧制变形区长度，基于上、下工作辊中性点的位置以及轧制变形区长度，在变形区的不同组成状态下，分别计算轧件的顶部和底部剪切应变差导致的角位移，基于角位移获取剪切应变引起的板曲率；
S3、基于轧制变形区长度以及x方向和y方向的应力偏差，在变形区的不同组成状态下，分别计算轴向应变引起的板曲率；
S4、基于剪切应变引起的板曲率、轴向应变引起的板曲率，获取轧件的总曲率。
优选地，所述步骤S1中，变形区的不同组成状态包括：
1)变形区由后滑区I、搓轧区II、前滑区III、反弯区IV四个区组成；
2)变形区由后滑区I、搓轧区II、反弯区IV三个区组成；
3)变形区由搓轧区II和反弯区IV两个区组成。
优选地，所述步骤S2中，轧制变形区长度l的计算如式10所示：
Figure BDA0002938691360000031
式中，R1为上工作辊半径，Δh1为上工作辊压下量，Δh1＝x2/2R1，x为变形区坐标点的横坐标。
优选地，所述步骤S2中，变形区由后滑区I、搓轧区II、前滑区III、反弯区IV四个区组成时，轧件在后滑区I、搓轧区II、前滑区III和反弯区IV的角位移αI、αII、αIII、αIV如式11所示：
Figure BDA0002938691360000041
式中，xn1、xn2分别为上、下工作辊中性点的x坐标；d为错位量；l为变形区长度；dλI、dλII、dλIII、dλIV分别为后滑区I、搓轧区II、前滑区III和反弯区IV单元的剪切应变；
Figure BDA0002938691360000042
Figure BDA0002938691360000043
c1，c2为相关系数，m为摩擦因子；i为上、下工作辊的半径比，i＝R2/R1；R1、R2分别为上、下工作辊的半径；h0为轧后轧件的厚度。
优选地，所述步骤S2中，变形区由后滑区I、搓轧区II和反弯区IV组成时，轧件在后滑区I、搓轧区II和反弯区IV的角位移αI、αII、αIV如式12所示：
Figure BDA0002938691360000044
优选地，所述步骤S2中，变形区由搓轧区II和反弯区IV组成时，轧件在搓轧区II和反弯区IV的角位移αII、αIV如式13所示：
Figure BDA0002938691360000051
优选地，所述步骤S2中，剪切应变引起的板曲率1/r1如式14所示：
1/r1＝αT/l…………………………………14
式中，αT为变形区每种组成状态下的总角位移，l为变形区长度。
优选地，所述步骤S3中，由轧件的顶部和底部之间的轴向应变差引起的板曲率1/r2如式18所示：
Figure BDA0002938691360000052
式中：E为补偿系数；l为变形区长度；h0为轧后轧件的厚度；ε1,ε2分别为轧件顶部和底部累积的轴向应变。
优选地，所述步骤S3中，
变形区由后滑区I、搓轧区II、前滑区III、反弯区IV四个区组成时：
E＝(0.0038×H2+0.25×d2-0.048×H×d)/(Hmax×dmax)
其中，H为轧前轧件的初始厚度，d为错位量，Hmax为轧前轧件的初始厚度的最大值，dmax为错位量的最大值，1.5×10-3≤E≤2.2×10-3；
变形区由后滑区I、搓轧区II和反弯区IV三个区组成时：
E＝(0.0068×H2+0.37×d2-0.077×H×d)/(Hmax×dmax)
其中，2.9×10-3≤E≤4.1×10-3；
变形区由搓轧区II和反弯区IV两个区组成时：
E＝(0.0027×H2+1.4×d2-0.32×H×d)/(Hmax×dmax)
其中，1.0×10-2≤E≤1.6×10-2。
优选地，所述步骤S4中，轧件的总曲率1/r的计算如式19所示：
1/r＝1/r1+1/r2………………………………19
式中，1/r1、1/r2分别为剪切应变、轴向应变引起的板曲率。
本发明公开了以下技术效果：
本发明依据中性点的位置状态初步预测轧制变形区的组成状态，根据变形区的组成状态、边界条件、初始条件求解轧制厚板的曲率，为蛇形轧制工艺设计和轧机结构设计提供理论依据。
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为本发明同速异径蛇形轧制变形区几何关系示意图；
图2为本发明实施例变形区中单元体应力图；
图中，R1、R2—上、下工作辊半径；n1、n2—上、下工作辊角速度；d—错位量；Δh1、Δh2—上、下工作辊压下量；l—变形区长度；H—轧前轧件的初始厚度；h0—轧后轧件的厚度；xn1、xn2—上、下工作辊中性点的x坐标；xOy—坐标系；O—坐标系原点；I—后滑区；II—搓轧区；III—前滑区；IV—反弯区；τ1、τ2—上、下工作辊与轧件的摩擦应力；
Figure BDA0002938691360000071
—单元体上、下部分的平均剪应力；σx—x方向正应力；p1—上工作辊压应力；p2—下工作辊压应力；θ1、θ2—接触弧与x轴的变量角。
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。
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。
同速异径蛇形轧制法相比于同径异速蛇形轧制法，由于实现思路与参数变量不同，对变形区的影响机理也不相同，进而两者弯曲曲率模型也不尽相同。参照图1-2所示，本实施例提供一种求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，包括如下步骤：
S1、计算上、下工作辊中性点的位置：
变形区由后滑区I、搓轧区II、前滑区III、反弯区IV四个区组成时，在上工作辊的出口点处存在边界条件x＝0和q＝0，其中，x为变形区坐标点的横坐标；q为水平法向应力。反弯区IV的单位压力：
Figure BDA0002938691360000081
式中：σs为轧件材料的流变应力；m为摩擦因子；c1，c2是相关系数且c1＝c2＝0.5。反弯区IV的积分常数CⅣ由式(1)式计算得到：
Figure BDA0002938691360000082
式中：
Figure BDA0002938691360000083
R1为上工作辊半径；h0为轧后轧件的厚度。
在变形区入口点的边界条件为x＝l和q＝0。后滑区I的单位压力为：
Figure BDA0002938691360000084
式中：c1＝c2＝0.5。后滑区I的积分常数CI由式(2)式计算得到：
Figure BDA0002938691360000085
式中：i为上、下工作辊的半径比，i＝R2/R1；R2为下工作辊的半径；d为错位量；
Figure BDA0002938691360000086
Figure BDA0002938691360000087
Figure BDA0002938691360000088
在x＝xn1处，pI＝pII，搓轧区II的积分常数CII(x＝xn1)可求出。在x＝xn2处，pII＝pIII，CII(x＝xn2)可求出；其中，xn1、xn2分别为上、下工作辊中性点的x坐标。在搓轧区II，c1＝c2＝1，在前滑区III，c1＝c2＝0.5。搓轧区II和前滑区III的单位压力pII、pIII如式(3)所示：
Figure BDA0002938691360000091
式中：
Figure BDA0002938691360000092
单位压力在中性点处是连续的，因此：
CII(x＝xn1)＝CII(x＝xn2)………………………(4)
根据金属材料塑性变形中恒定体积的性质，得到以下方程式：
Figure BDA0002938691360000093
通过式(4)和式(5)联立，可求得xn1和xn2。
当变形区由后滑区I、搓轧区II、反弯区IV三个区组成，变形区入口处的边界条件是x＝l，q＝0。区域I的单位压力为：
Figure BDA0002938691360000094
带入(2)式将得到CI。
在x＝d处，pII＝pⅣ，CII(x＝d)可求出。在x＝xn1处，pI＝pII，因此xn1可求出。
S2、计算剪切应变差引起的板形曲率：
剪切应变使轧件在塑性变形期间发生挠曲。根据流动标准，轧件顶部和底部的剪切应变微分如式(6)所示：
Figure BDA0002938691360000101
式中：λxy1,λxy2分别为轧件顶部和底部的平均剪切应变；τxy1,τxy2分别为轧件材料的剪切屈服强度；εy1,εy2分别为轧件顶部和底部在y方向上的应变；σ′y1,σ′y2分别为轧件在y方向上的应力偏量。
在变形区域中，轧件顶部和底部在y方向上的应变的微分形式如式(7)所示：
Figure BDA0002938691360000102
式中：h1,h2分别为轧件顶部和底部的厚度变量。
由于σz＝(σx+σy)/2，其中，σx、σy、σz分别为x、y、z方向正应力，变形区域的流体静压σm表示为σm＝(σx+σy)/2。
沿x方向和y方向的应力偏差σ′x、σ′y如式(8)所示：
Figure BDA0002938691360000103
考虑辊缝中轧件的顶部和底部的平均值，可得：
Figure BDA0002938691360000104
式中，
Figure BDA0002938691360000105
c1，c2为相关系数，m为摩擦因子。
轧制变形区长度l的计算如式(10)所示：
Figure BDA0002938691360000111
式中，R1为上工作辊半径，Δh1为上工作辊压下量，Δh1＝x2/2R1，x为变形区坐标点的横坐标。
在变形区的不同组成情况下，轧件在各区的角位移的计算如下：
情况1(d<xn1<l，d<xn2<xn1)：变形区由后滑区I、搓轧区II、前滑区III和反弯区IV组成；后滑区I、搓轧区II、前滑区III和反弯区IV单元的剪切应变dλI、dλII、dλIII、dλIV分别为：dλI＝(dλxy2-dλxy1)/2，dλII＝(dλxy1+dλxy2)/2，dλIII＝(dλxy1-dλxy2)/2，dλIV＝dλxy1/2；因此，轧件在后滑区I、搓轧区II、前滑区III和反弯区IV的角位移αI、αII、αIII、αIV如式(11)所示：
Figure BDA0002938691360000112
情况2(d<xn1<l，xn2≤d)：变形区由后滑区I、搓轧区II和反弯区IV组成。轧件在后滑区I、搓轧区II和反弯区IV的角位移αI、αII、αIV如式(12)所示：
Figure BDA0002938691360000121
情况3(xn1≥l，xn2≤d)：变形区由搓轧区II和反弯区IV组成。轧件在搓轧区II和反弯区IV的角位移αII、αIV如式(13)所示：
Figure BDA0002938691360000122
每种情况下的总角位移用αT表示，αT的值为每种情况下所包含区域所形成的角位移之和。由轧件的顶部和底部剪切应变的差异引起的板曲率1/r1如式(14)所示：
1/r1＝αT/l…………………………………(14)。
S3、计算轴向应变差引起的板曲率：
根据流动准则，轧件的顶部和底部沿x方向的应变差分别如式(15)所示：
Figure BDA0002938691360000123
式中：εx1,εx2分别为轧件顶部和底部在x方向上的应变；σ′x1,σ′x2分别为轧件在x方向上的应力偏量。
将式(8)代入式(15)，因此：
Figure BDA0002938691360000131
可以计算出：
Figure BDA0002938691360000132
式中：ε1,ε2分别为轧件顶部和底部累积的轴向应变。
因此，由轧件的顶部和底部之间的轴向应变差引起的板曲率1/r2如式(18)所示：
Figure BDA0002938691360000133
式中：E为补偿系数，用于补偿应力沿厚度的不均匀分布。
后滑区I、搓轧区II、前滑区III、反弯区IV四个区域存在时：
E＝(0.0038×H2+0.25×d2-0.048×H×d)/(Hmax×dmax)
其中，H为轧前轧件的初始厚度，Hmax为轧前轧件的初始厚度的最大值，dmax为错位量的最大值，1.5×10-3≤E≤2.2×10-3。
后滑区I、搓轧区II和反弯区IV三个区域存在时：
E＝(0.0068×H2+0.37×d2-0.077×H×d)/(Hmax×dmax)
其中，2.9×10-3≤E≤4.1×10-3。
搓轧区II和反弯区IV两个区域存在时：
E＝(0.0027×H2+1.4×d2-0.32×H×d)/(Hmax×dmax)
其中，1.0×10-2≤E≤1.6×10-2。
S4、基于剪切应变和轴向应变计算轧件的总曲率；
轧件的总曲率1/r是由剪切应变和轴向应变引起的板曲率相结合得到的，具体如式(19)所示：
1/r＝1/r1+1/r2………………………………(19)
为进一步验证本发明求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法的有效性，本实施例以中厚板轧机为例，对本发明进行详细说明，详细参数如表1所示，
表1
Figure BDA0002938691360000141
取三组不同异径比进行详细说明：
第一组数据：R1＝521mm，R2＝525mm；第二组数据：R1＝515mm，R2＝525mm；第三组数据：R1＝500mm，R2＝525mm。
根据变形区长度计算公式(10)计算得出：
第一组数据：l＝130.1795842mm；第二组数据：l＝129.7747447mm；第三组数据：l＝128.7359897mm；
计算轧后弯曲曲率：
第一组数据：上工作辊半径R1＝521mm，下工作辊半径R2＝525mm，变形区由后滑区I、搓轧区II、前滑区III和反弯区IV四者组成。此时，在上工作辊抛出点O，边界条件为：x＝0、q＝0，因此得pⅣ＝87.11555544MPa，代入式(1)得到CⅣ＝215.4355306MPa；在变形区入口处，边界条件为：x＝130.1795842mm、q＝0，因此得pⅠ＝87.11555544MPa，代入式(2)求得CⅠ＝223.7928672MPa；因为在x＝d处有pⅢ＝pⅣ，计算得到CⅢ＝214.359286MPa；在x＝xn1处，有pⅠ＝pⅡ，因此计算得到CⅡ(x＝xn1)；在x＝xn2处，有pⅡ＝pⅢ，因此计算得到CⅡ(x＝xn2)，xn1＝45.05963473mm，xn2＝20.8442103466124mm。
此时四个区的角位移计算式(11)中各未知常量都已求得。
根据式(14)计算出剪切应变引起的轧板曲率1/r1＝0.027924939；
根据式(18)计算出轴向应变引起的轧板曲率1/r2＝-0.0304；
根据式(19)求出轧板总的弯曲曲率1/r＝-0.0025。
第二组数据：上工作辊半径R1＝515mm，下工作辊半径R2＝525mm，变形区由后滑区I、搓轧区II和反弯区IV三者组成。此时，在上工作辊抛出点O，边界条件为：x＝0、q＝0，因此得pⅣ＝87.11555544MPa，代入式(1)得到CⅣ＝216.4446024MPa；在变形区入口处，边界条件为：x＝129.7747447mm、q＝0；因此pⅠ＝87.11555544MPa，代入式(2)求CⅠ＝223.7507326MPa；因为在x＝d处有pⅡ＝pⅣ，计算得到CⅡ＝217.0233222MPa；在x＝xn1处，有pⅠ＝pⅡ，因此计算得到上工作辊处中性点xn1＝61.0953581292334mm。
此时三个区的角位移计算式(12)中各未知常量都已求得。
根据式(14)计算出剪切应变引起的轧板曲率1/r1＝0.07755057；
根据式(18)计算出轴向应变引起的轧板曲率1/r2＝-0.0629；
根据式(19)求出轧板总的弯曲曲率1/r＝0.0147。
第三组数据：上工作辊半径R1＝500mm，下工作辊半径R2＝525mm，变形区是由搓轧区II和反弯区IV两者组成。
此时两个区的角位移计算式(13)中各未知常量都已求得。
根据式(14)计算出剪切应变引起的轧板曲1/r1＝0.425753881；
根据式(18)计算出轴向应变引起的轧板曲率1/r2＝-0.2927；
根据式(19)求出轧板总的弯曲曲率1/r＝0.1331。
本发明依据中性点的位置状态可以初步预测轧制变形区的组成状态，根据变形区的组成状态、边界条件、初始条件以精确求解轧后弯曲曲率，能够为蛇形轧制工艺生产提供参考，能够保证轧机能够生产出板形良好的厚板，并有助于后续转钢和下一道次的咬入。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，其特征在于，包括：
S1、基于变形区的不同组成状态，利用边界条件分别获取上、下工作辊中性点的位置；
S2、求解轧制变形区长度，基于上、下工作辊中性点的位置以及轧制变形区长度，在变形区的不同组成状态下，分别计算轧件的顶部和底部剪切应变差导致的角位移，基于所述角位移获取剪切应变引起的板曲率；
S3、基于轧制变形区长度以及x方向和y方向的应力偏差，在变形区的不同组成状态下，分别计算轴向应变引起的板曲率；
S4、基于剪切应变引起的板曲率、轴向应变引起的板曲率，获取轧件的总曲率。
2.根据权利要求1所述的求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，其特征在于，所述步骤S1中，变形区的不同组成状态包括：
1)变形区由后滑区I、搓轧区II、前滑区III、反弯区IV四个区组成；
2)变形区由后滑区I、搓轧区II、反弯区IV三个区组成；
3)变形区由搓轧区II和反弯区IV两个区组成。
3.根据权利要求1所述的求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，其特征在于，所述步骤S2中，轧制变形区长度l的计算如式10所示：
Figure FDA0002938691350000021
式中，R1为上工作辊半径，Δh1为上工作辊压下量，Δh1＝x2/2R1，x为变形区坐标点的横坐标。
4.根据权利要求2所述的求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，其特征在于，所述步骤S2中，变形区由后滑区I、搓轧区II、前滑区III、反弯区IV四个区组成时，轧件在后滑区I、搓轧区II、前滑区III和反弯区IV的角位移αI、αII、αIII、αIV如式11所示：
Figure FDA0002938691350000022
式中，xn1、xn2分别为上、下工作辊中性点的x坐标；d为错位量；l为变形区长度；dλI、dλII、dλIII、dλIV分别为后滑区I、搓轧区II、前滑区III和反弯区IV单元的剪切应变；
Figure FDA0002938691350000023
Figure FDA0002938691350000024
c1，c2为相关系数，m为摩擦因子；i为上、下工作辊的半径比，i＝R2/R1；R1、R2分别为上、下工作辊的半径；h0为轧后轧件的厚度。
5.根据权利要求4所述的求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，其特征在于，所述步骤S2中，变形区由后滑区I、搓轧区II和反弯区IV组成时，轧件在后滑区I、搓轧区II和反弯区IV的角位移αI、αII、αIV如式12所示：
Figure FDA0002938691350000031
6.根据权利要求4所述的求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，其特征在于，所述步骤S2中，变形区由搓轧区II和反弯区IV组成时，轧件在搓轧区II和反弯区IV的角位移αII、αIV如式13所示：
Figure FDA0002938691350000032
7.根据权利要求1所述的求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，其特征在于，所述步骤S2中，剪切应变引起的板曲率1/r1如式14所示：
1/r1＝αT/l…………………………………14
式中，αT为变形区每种组成状态下的总角位移，l为变形区长度。
8.根据权利要求2所述的求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，其特征在于，所述步骤S3中，由轧件的顶部和底部之间的轴向应变差引起的板曲率1/r2如式18所示：
Figure FDA0002938691350000041
式中：E为补偿系数；l为变形区长度；h0为轧后轧件的厚度；ε1,ε2分别为轧件顶部和底部累积的轴向应变。
9.根据权利要求8所述的求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，其特征在于，所述步骤S3中，
变形区由后滑区I、搓轧区II、前滑区III、反弯区IV四个区组成时：
E＝(0.0038×H2+0.25×d2-0.048×H×d)/(Hmax×dmax)
其中，H为轧前轧件的初始厚度，d为错位量，Hmax为轧前轧件的初始厚度的最大值，dmax为错位量的最大值，1.5×10-3≤E≤2.2×10-3；
变形区由后滑区I、搓轧区II和反弯区IV三个区组成时：
E＝(0.0068×H2+0.37×d2-0.077×H×d)/(Hmax×dmax)
其中，2.9×10-3≤E≤4.1×10-3；
变形区由搓轧区II和反弯区IV两个区组成时：
E＝(0.0027×H2+1.4×d2-0.32×H×d)/(Hmax×dmax)
其中，1.0×10-2≤E≤1.6×10-2。
10.根据权利要求1所述的求解铝合金厚板在同速异径蛇形轧制下曲率的方法，其特征在于，所述步骤S4中，轧件的总曲率1/r的计算如式19所示：
1/r＝1/r1+1/r2………………………………19
式中，1/r1、1/r2分别为剪切应变、轴向应变引起的板曲率。
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Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55139102A (en) * 1979-04-17 1980-10-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Rolling method for strip
EP0088443A1 (en) * 1982-03-10 1983-09-14 Hitachi, Ltd. Rolling mill
JPS6233009A (ja) * 1985-08-02 1987-02-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 圧延材のキヤンバ制御方法
RU2058840C1 (ru) * 1994-06-20 1996-04-27 Челябинский государственный технический университет Способ холодной прокатки полосы
JPH1157801A (ja) * 1997-08-20 1999-03-02 Nippon Steel Corp Ｈ形鋼の粗圧延方法および粗圧延機
JP2003211213A (ja) * 2002-01-22 2003-07-29 Sumitomo Metal Ind Ltd 圧延鋼板の製造方法
US20070193322A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-23 Beck William J Application of induction heating to control sheet flatness in cold rolling mills
US20080028814A1 (en) * 2003-06-13 2008-02-07 Lev Leonid C Sheet processing apparatus, method of use, and plastically deformed sheet
US20100031720A1 (en) * 2007-08-06 2010-02-11 Dincer Bozkaya Methods and apparatus for controlling texture of plates and sheets by tilt rolling
CN102294362A (zh) * 2010-06-25 2011-12-28 鞍钢股份有限公司 一种中厚板厚度精度控制方法
CN102510779A (zh) * 2009-09-29 2012-06-20 西门子公司 基于模型求得用于宽带材热轧机组的轧制机架的非对称的执行机构的执行机构-理论值的方法
CN102941232A (zh) * 2012-11-12 2013-02-27 东北大学 一种热连轧精轧过程控制方法
DE102012212717A1 (de) * 2012-07-19 2014-01-23 Otto Bihler Handels-Beteiligungs-Gmbh Rollbiegeverfahren und -vorrichtung
CN105108016A (zh) * 2015-09-23 2015-12-02 武汉理工大学 应变分布可控的环件径向轧制方法
CN105710129A (zh) * 2014-12-04 2016-06-29 北京有色金属研究总院 一种铝合金超厚板的轧制工艺方法
CN106903166A (zh) * 2017-03-21 2017-06-30 北京科技大学 一种铝合金板材异步轧制翘曲预报和优化的方法
CN109711101A (zh) * 2019-01-24 2019-05-03 太原科技大学 一种求解厚钢板同速异径蛇形轧制力能参数的方法
CN109885972A (zh) * 2019-03-22 2019-06-14 东北大学 异步冷轧板带的变形区划分及各分区占比的计算方法
CN111209967A (zh) * 2020-01-08 2020-05-29 太原科技大学 一种基于支持向量机的轧制过程板凸度预测方法
CN111241635A (zh) * 2020-01-08 2020-06-05 太原科技大学 一种厚板同径异速蛇形轧制轧后弯曲曲率计算模型及方法

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55139102A (en) * 1979-04-17 1980-10-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Rolling method for strip
EP0088443A1 (en) * 1982-03-10 1983-09-14 Hitachi, Ltd. Rolling mill
JPS6233009A (ja) * 1985-08-02 1987-02-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 圧延材のキヤンバ制御方法
RU2058840C1 (ru) * 1994-06-20 1996-04-27 Челябинский государственный технический университет Способ холодной прокатки полосы
JPH1157801A (ja) * 1997-08-20 1999-03-02 Nippon Steel Corp Ｈ形鋼の粗圧延方法および粗圧延機
JP2003211213A (ja) * 2002-01-22 2003-07-29 Sumitomo Metal Ind Ltd 圧延鋼板の製造方法
US20080028814A1 (en) * 2003-06-13 2008-02-07 Lev Leonid C Sheet processing apparatus, method of use, and plastically deformed sheet
US20070193322A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-23 Beck William J Application of induction heating to control sheet flatness in cold rolling mills
US20100031720A1 (en) * 2007-08-06 2010-02-11 Dincer Bozkaya Methods and apparatus for controlling texture of plates and sheets by tilt rolling
CN102510779A (zh) * 2009-09-29 2012-06-20 西门子公司 基于模型求得用于宽带材热轧机组的轧制机架的非对称的执行机构的执行机构-理论值的方法
CN102294362A (zh) * 2010-06-25 2011-12-28 鞍钢股份有限公司 一种中厚板厚度精度控制方法
DE102012212717A1 (de) * 2012-07-19 2014-01-23 Otto Bihler Handels-Beteiligungs-Gmbh Rollbiegeverfahren und -vorrichtung
CN102941232A (zh) * 2012-11-12 2013-02-27 东北大学 一种热连轧精轧过程控制方法
CN105710129A (zh) * 2014-12-04 2016-06-29 北京有色金属研究总院 一种铝合金超厚板的轧制工艺方法
CN105108016A (zh) * 2015-09-23 2015-12-02 武汉理工大学 应变分布可控的环件径向轧制方法
CN106903166A (zh) * 2017-03-21 2017-06-30 北京科技大学 一种铝合金板材异步轧制翘曲预报和优化的方法
CN109711101A (zh) * 2019-01-24 2019-05-03 太原科技大学 一种求解厚钢板同速异径蛇形轧制力能参数的方法
CN109885972A (zh) * 2019-03-22 2019-06-14 东北大学 异步冷轧板带的变形区划分及各分区占比的计算方法
CN111209967A (zh) * 2020-01-08 2020-05-29 太原科技大学 一种基于支持向量机的轧制过程板凸度预测方法
CN111241635A (zh) * 2020-01-08 2020-06-05 太原科技大学 一种厚板同径异速蛇形轧制轧后弯曲曲率计算模型及方法

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HONG ZHANG: "Sensitivity analysis and experiments of curvature estimation based on rolling contact", 《PROCEEDINGS OF IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION》 *
付垚: "高强高韧铝合金厚板的蛇形轧制研究_付垚_3.4_蛇形轧制轧板曲率的计算_41_43", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *
付垚等: "铝合金蛇形轧制轧板曲率解析模型研究", 《稀有金属》 *
孟庆成: "厚规格钢板蛇形轧制变形渗透性影响因素分析", 《塑性工程学报》 *
孟庆成: "厚规格钢板蛇形轧制时特征角关系式的理论研究", 《冶金设备》 *
张赵宁等: "基于曲率积分法的拉矫工艺参数优化", 《塑性工程学报》 *
王玲等: "飞机铝合金双曲度蒙皮充液成形的数值模拟与试验", 《锻压技术》 *
雷军义等: "厚板蛇形轧制压下量与咬入条件分析与研究", 《重型机械》 *
黄金博等: "同径异速蛇形轧制弯曲曲率建模分析与研究", 《重型机械》 *

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