CN116984385B - 冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法及装置 - Google Patents
冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开一种冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法及装置，涉及轧制技术领域。方法包括：确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函及任一时刻塑性变形区的轧制力；基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力；通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算确定符合模型的总轧制力，本申请通过建立冷连轧带钢动态轧制对数速度场，得到的理论轧制力更接近实验实测值安全可靠，能够实时计算得到动态轧制过程中的轧制力，在节约生产成本的同时提高了产品厚度的控制精度，达到提高冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中轧制力计算精度的目的。
Description
技术领域
本申请涉及轧制技术领域，尤其涉及一种冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法及装置。
背景技术
冷连轧以热轧板带材为原料，经酸洗去除氧化皮后轧制。动态轧制是在不停轧机的条件下将前一卷带钢的宽度、厚度更换到下一卷带钢的宽度和厚度。冷连轧机组实现由薄规格到厚规格动态全连续轧制，可以提高轧机生产率，改善带钢的质量，提高成材率。
冷连轧动态轧制产品广泛应用于电器、机械、船舶和精密仪器等相关领域。与传统的激光焊接板相比，冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制生产的产品具有强度高、减重效果好、表面质量好、精度高和机械性能好等优点，并且显示出巨大的潜力，对尺寸精度和板型质量的要求越来越高。轧制力是冷连轧关键设备参数和工艺参数，而轧制力模型的计算精度对轧制规程的设定精度、板厚精度和板型质量都有着直接的影响。实际中，轧制力模型是掌控轧制过程的基础，因此具有非常重大的研究意义。
目前，冷连轧动态轧制的研究主要采用工程法和有限元法。虽然工程法简化了数学模型，但是计算精度有待提高，而在研究复杂变形时，有限元法是更可靠的计算方法，但它的计算量大并且时间长，而且每次只能显示特定过程的结果。
因此，在实际的冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制生产中，亟需一种新的数学模型，处理张力、速度和轧制力等参数对厚度的影响，以解决由薄规格到厚规格动态轧制中计算量大和计算精度低的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法及装置，以解决由薄规格到厚规格动态轧制中计算量大和计算精度低的问题。
第一方面，本申请提供一种冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法，所述方法包括：
基于冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中某道次工艺规程数据，确定轧件参数、轧辊参数和轧制工艺参数；
根据轧件变形特点建立满足体积不变条件和速度边界条件的速度场，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函及任一时刻塑性变形区的轧制力；
基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力；
将所述轧件参数、所述轧辊参数和所述轧制工艺参数，以及所述塑性变形区的轧制力和所述弹性变形区的轧制力作为初始输入数据，通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算，确定符合模型的总轧制力。
采用上述技术方案的情况下，本申请实施例提供的冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法，基于冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中某道次工艺规程数据，确定轧件参数、轧辊参数和轧制工艺参数；根据轧件变形特点建立满足体积不变条件和速度边界条件的速度场，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函及任一时刻塑性变形区的轧制力；基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力；将所述轧件参数、所述轧辊参数和所述轧制工艺参数，以及所述塑性变形区的轧制力和所述弹性变形区的轧制力作为初始输入数据，通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算，确定符合模型的总轧制力，本申请通过建立冷连轧带钢动态轧制对数速度场，得到的理论轧制力更接近实验实测值，安全可靠，计算准确，能够实时计算得到动态轧制过程中的轧制力，在节约生产成本的同时，提高了产品厚度的控制精度，并且，在综合考虑各项工艺参数的基础上，达到提高冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中轧制力计算精度的目的。
在一种可选的实施方式中，所述轧辊参数包括轧辊原始半径、轧辊线速度、轧辊向上移动速度和轧辊弹性模量；
所述轧件参数包括带钢原始半厚度、带钢宽度、带钢弹性模量和带钢泊松比；
所述轧制工艺参数包括轧制过程中的前后张力、带钢入口速度、带钢动态轧制区的长度、带钢厚区半厚度、带钢薄区半厚度、轧辊与带钢在轧制过程中的摩擦因数。
在一种可选的实施方式中，所述根据轧件变形特点建立满足体积不变条件和速度边界条件的速度场，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函及任一时刻塑性变形区的轧制力，包括：
根据冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制变形区速度边界条件和体积不变条件，建立满足运动许可条件的轧制变形区的速度场；
基于动态轧制中性面处的所述轧辊线速度、中性角和带钢与轧辊的几何尺寸确定入口单位秒流量；
根据冷连轧的材料和所述轧制工艺参数确定冷连轧塑性变形区的变形抗力；
基于所述轧辊压扁半径确定动态轧制时塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离；
基于所述冷连轧塑性变形区的变形抗力和所述塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离，确定冷连轧动态轧制生产过程中任一时刻的内部变形功率、摩擦功率、剪切功率及张力功率；
基于任一时刻的所述内部变形功率、所述摩擦功率、所述剪切功率和所述张力功率，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函；
根据不同所述中性角对应的所述总功率泛函，确定任一时刻所述总功率泛函的最小值，根据总功率泛函与轧制力之间的关系确定冷连轧制生产过程中所述任一时刻塑性变形区的轧制力。
在一种可选的实施方式中，所述基于动态轧制中性面处的所述轧辊线速度、中性角和带钢与轧辊的几何尺寸确定入口单位秒流量，包括：
；
其中，为所述轧辊线速度，为所述中性角，，为带钢半宽度，为
所述轧辊压扁半径，为塑性变形区入口半厚度，为轧制时任一时刻塑性变形区入口接
触点和轧辊圆心的连线与轧辊连心线的夹角，为所述轧辊向上移动速度，表示所述入
口单位秒流量；
所述根据冷连轧的材料和所述轧制工艺参数确定冷连轧塑性变形区的变形抗力，包括：
；
其中，为前张应力，为后张应力，为所述塑性变形区入口半厚度，为塑
性变形区任一时刻出口半厚度，为退火状态时金属的变形抗力，、为预设材料对应
的变形抗力系数，为所述冷连轧塑性变形区的变形抗力；
所述基于所述轧辊压扁半径确定动态轧制时塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离，包括：
；
其中，为所述轧辊压扁半径，为所述塑性变形区出口半厚度，为两轧辊辊缝
之间的距离的一半，为所述动态轧制时塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离。
在一种可选的实施方式中，所述基于所述冷连轧塑性变形区的变形抗力和所述塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离，确定冷连轧动态轧制生产过程中任一时刻的内部变形功率、摩擦功率、剪切功率及张力功率，包括：
；
；
其中，表示所述内部变形功率，为所述变形抗力，为所述入口单位秒流
量，为所述塑性变形区任一时刻出口半厚度，为所述塑性变形区入口半厚度，为所述
带钢半宽度，为所述轧辊上移速度，为所述轧辊压扁半径，为所述轧制时任一时刻塑
性变形区入口接触点和轧辊圆心的连线与轧辊连心线的夹角，为动态轧制时塑性变形
区接触角的平均值，为塑性变形区出口接触点和轧辊圆心连线与轧辊连心线之间的夹
角；
；
其中，，为屈服剪应力，为塑性变形区的出口位置偏离轧辊连心线的
距离，为塑性变形区的入口位置到轧辊连心线的距离，表示所述剪切功率；
其中，为摩擦因数，为所述动态轧制时塑性变形区接触角的平均值，，为所述中性角，为所述中性角对应的半厚度，表示所述摩擦功
率；
；
其中，为所述前张应力，为所述后张应力，表示所述张力功率；
所述基于任一时刻的所述内部变形功率、所述摩擦功率、所述剪切功率和所述张力功率，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函，包括：
；
其中，表示所述总功率泛函。
在一种可选的实施方式中，所述根据不同中性角对应的所述总功率泛函，确定任一时刻所述总功率泛函的最小值，根据总功率泛函与轧制力之间的关系确定冷连轧制生产过程中所述任一时刻塑性变形区的轧制力，包括：
基于公式确定任一时刻所述总功率泛
函的最小值；
其中，所述为所述中性角；
；
其中，表示所述任一时刻塑性变形区的轧制力，为所述轧辊原始半径，
为所述轧辊线速度，为力臂系数，取值范围0.4~0.44，为所述轧辊压扁半径，为所述
塑性变形区入口半厚度，为两轧辊辊缝之间距离的一半。
在一种可选的实施方式中，所述基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力，包括：
基于所述带钢厚区半厚度和所述带钢薄区半厚度以及所述带钢动态轧制区的长度确定带钢动态轧制区的倾角；
基于所述带钢厚区半厚度和所述带钢薄区半厚度以及所述轧辊向上移动速度，确定动态轧制区总轧制时间以及任一时刻动态轧制变形区的出口半厚度；
根据广义胡克定律确定入口弹性变形区的压下半厚度，确定入口弹性变形区的压下半厚度、出口弹性恢复区的压下半厚度；
根据所述轧辊半径、所述入口弹性变形区的压下半厚度和出口弹性恢复区的压下半厚度，确定入口弹性区入口接触点和轧辊圆心的连心与轧辊连心线的夹角，以及出口弹性恢复区对应的角度；
基于所述任一时刻动态轧制变形区的出口半厚度和所述出口弹性恢复区对应的角度确定入口弹性变形区的轧制力和出口弹性变形区的轧制力。
在一种可选的实施方式中，所述基于所述带钢厚区半厚度和所述带钢薄区半厚度以及所述带钢动态轧制区的长度确定带钢动态轧制区的倾角，包括：
；
其中，为所述带钢厚区半厚度，为所述带钢薄区半厚度，为所述带钢动态
轧制区的长度，表示所述带钢动态轧制区的倾角；
所述基于所述带钢厚区半厚度和所述带钢薄区半厚度以及所述轧辊向上移动速度，确定动态轧制区总轧制时间以及任一时刻动态轧制变形区的出口半厚度，包括：
；
；
其中，表示所述动态轧制区总轧制时间，表示所述任一时刻动态轧制变形区
的出口半厚度；
所述根据广义胡克定律确定入口弹性变形区的压下半厚度，确定入口弹性变形区的压下半厚度、出口弹性恢复区的压下半厚度，包括：
；
；
表示所述入口弹性变形区的压下半厚度；表示所述出口弹性恢复区的压
下半厚度；
；
；
其中，为所述带钢泊松比，为所述带钢弹性模量，为所述任一时刻动态轧
制变形区出口半厚度，为所述任一时刻动态轧制变形区入口半厚度，和分别为
出口侧和入口侧带钢的变形抗力，为所述前张应力，为所述后张应力，为所述带钢
原始半厚度，为所述退火状态时金属的变形抗力；、为预设材料对应的变形抗力系
数；
所述根据所述轧辊半径、所述入口弹性变形区的压下半厚度和出口弹性恢复区的压下半厚度，确定入口弹性区入口接触点和轧辊圆心的连心与轧辊连心线的夹角，以及出口弹性恢复区对应的角度，包括：
；
；
；
；
其中，表示所述出口弹性恢复区对应的角度，表示所述入口弹性区入口接触
点和轧辊圆心的连心与轧辊连心线的夹角；为所述出口弹性恢复区的压下半厚度，
为所述塑性变形区出口接触点和轧辊圆心连线与轧辊连心线之间的夹角，为所述轧辊压
扁半径，为所述任一时刻动态轧制变形区入口半厚度，为所述两轧辊辊缝之间的距离
的一半；
所述基于所述任一时刻动态轧制变形区的出口半厚度和所述出口弹性恢复区对应的角度确定入口弹性变形区的轧制力和出口弹性变形区的轧制力，包括：
；
；
其中，为所述出口弹性变形区的轧制力，为所述入口弹性变形区的轧制力，为所述带钢半宽度，为所述轧辊压扁半径，为所述带钢弹性模量，为所述带钢泊
松比，为所述任一时刻动态轧制变形区出口半厚度，为所述任一时刻动态轧制变形区
入口半厚度，为所述两轧辊辊缝之间的距离的一半，为所述塑性变形区出口接触点和
轧辊圆心连线与轧辊连心线之间的夹角，为所述出口弹性恢复区对应的角度，为所述
入口弹性区对应角度，为所述塑性区接触角，为所述前张应力，为所述后张应力。
在一种可选的实施方式中，所述将所述轧件参数、所述轧辊参数和所述轧制工艺参数，以及所述塑性变形区的轧制力和所述弹性变形区的轧制力作为初始输入数据，通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算，确定符合模型的总轧制力，包括：
；其中，为总轧制力；
迭代运算包括：
；
；
其中，为所述轧辊的压扁半径，为轧辊的原始半径，为轧辊的泊松比，为
轧辊弹性模量，为所述带钢半宽度，，为张力对轧辊弹性压扁的影响，
为所述出口弹性恢复区的压下半厚度，为所述入口弹性变形区的压下半厚度，为所
述带钢泊松比，为所述带钢弹性模量，为所述前张应力，为所述后张应力，为所
述任一时刻动态轧制变形区出口半厚度，为所述任一时刻动态轧制变形区入口半厚度。
第二方面，本申请还提供一种冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定装置，所述装置包括：
第一确定模块，用于基于冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中某道次工艺规程数据，确定轧件参数、轧辊参数和轧制工艺参数；
第二确定模块，用于根据轧件变形特点建立满足体积不变条件和速度边界条件的速度场，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函及任一时刻塑性变形区的轧制力；
第三确定模块，用于基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力；
第四确定模块，用于将所述轧件参数、所述轧辊参数和所述轧制工艺参数，以及所述塑性变形区的轧制力和所述弹性变形区的轧制力作为初始输入数据，通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算，确定符合模型的总轧制力。
本申请实施例提供的冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定装置，基于冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中某道次工艺规程数据，确定轧件参数、轧辊参数和轧制工艺参数；根据轧件变形特点建立满足体积不变条件和速度边界条件的速度场，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函及任一时刻塑性变形区的轧制力；基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力；将所述轧件参数、所述轧辊参数和所述轧制工艺参数，以及所述塑性变形区的轧制力和所述弹性变形区的轧制力作为初始输入数据，通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算，确定符合模型的总轧制力，本申请通过建立冷连轧带钢动态轧制对数速度场，得到的理论轧制力更接近实验实测值，安全可靠，计算准确，能够实时计算得到动态轧制过程中的轧制力，在节约生产成本的同时，提高了产品厚度的控制精度，并且，在综合考虑各项工艺参数的基础上，达到提高冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中轧制力计算精度的目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了本申请实施例提供的一种冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法的流程示意图；
图2示出了本申请实施例提供的另一种冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法的流程示意图；
图3示出了本申请实施例提供的一种趋薄轧制咬入区的结构示意图；
图4示出了本申请实施例提供的一种趋薄轧制成品四分之一结构示意图；
图5示出了本申请实施例提供的一种趋薄轧制后板坯的示意图；
图6示出了本申请实施例提供的一种轧制力的实测值和计算值随时间变化的示意图；
图7示出了本申请实施例提供的一种冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定装置的结构示意图。
具体实施方式
为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项（个）”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项（个），可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
图1示出了本申请实施例提供的一种冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法的流程示意图，如图1所示，所述方法包括：
步骤101：基于冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中某道次工艺规程数据，确定轧件参数、轧辊参数和轧制工艺参数。
在本申请中，所述轧辊参数包括轧辊原始半径、轧辊线速度、轧辊向上移动速度和轧辊弹性模量；
所述轧件参数包括带钢原始半厚度、带钢宽度、带钢弹性模量和带钢泊松比；
所述轧制工艺参数包括轧制过程中的前后张力、带钢入口速度、带钢动态轧制区的长度、带钢厚区半厚度、带钢薄区半厚度、轧辊与带钢在轧制过程中的摩擦因数。
步骤102：根据轧件变形特点建立满足体积不变条件和速度边界条件的速度场，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函及任一时刻塑性变形区的轧制力。
在本申请中，上述步骤102的具体实现过程可以包括以下子步骤：
子步骤A1：根据冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制变形区速度边界条件和体积不变条件，建立满足运动许可条件的轧制变形区的速度场；
子步骤A2：基于动态轧制中性面处的所述轧辊线速度、中性角和带钢与轧辊的几何尺寸确定入口单位秒流量；
子步骤A3：根据冷连轧的材料和所述轧制工艺参数确定冷连轧塑性变形区的变形抗力；
子步骤A4：基于所述轧辊压扁半径确定动态轧制时塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离；
子步骤A5：基于所述冷连轧塑性变形区的变形抗力和所述塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离，确定冷连轧动态轧制生产过程中任一时刻的内部变形功率、摩擦功率、剪切功率及张力功率；
子步骤A6：基于任一时刻的所述内部变形功率、所述摩擦功率、所述剪切功率和所述张力功率，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函；
子步骤A7：根据不同所述中性角对应的所述总功率泛函，确定任一时刻所述总功率泛函的最小值，根据总功率泛函与轧制力之间的关系确定冷连轧制生产过程中所述任一时刻塑性变形区的轧制力。
步骤103：基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力。
在本申请中，上述步骤103的具体实现过程可以包括以下子步骤：
子步骤B1：基于所述带钢厚区半厚度和所述带钢薄区半厚度以及所述带钢动态轧制区的长度确定带钢动态轧制区的倾角；
子步骤B2：基于所述带钢厚区半厚度和所述带钢薄区半厚度以及所述轧辊向上移动速度，确定动态轧制区总轧制时间以及任一时刻动态轧制变形区的出口半厚度；
子步骤B3：根据广义胡克定律确定入口弹性变形区的压下半厚度，确定入口弹性变形区的压下半厚度、出口弹性恢复区的压下半厚度；
子步骤B4：根据所述轧辊半径、所述入口弹性变形区的压下半厚度和出口弹性恢复区的压下半厚度，确定入口弹性区入口接触点和轧辊圆心的连心与轧辊连心线的夹角，以及出口弹性恢复区对应的角度；
子步骤B5：基于所述任一时刻动态轧制变形区的出口半厚度和所述出口弹性恢复区对应的角度确定入口弹性变形区的轧制力和出口弹性变形区的轧制力。
步骤104：将所述轧件参数、所述轧辊参数和所述轧制工艺参数，以及所述塑性变形区的轧制力和所述弹性变形区的轧制力作为初始输入数据，通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算，确定符合模型的总轧制力。
综上所述，本申请实施例提供的冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法，基于冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中某道次工艺规程数据，确定轧件参数、轧辊参数和轧制工艺参数；根据轧件变形特点建立满足体积不变条件和速度边界条件的速度场，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函及任一时刻塑性变形区的轧制力；基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力；将所述轧件参数、所述轧辊参数和所述轧制工艺参数，以及所述塑性变形区的轧制力和所述弹性变形区的轧制力作为初始输入数据，通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算，确定符合模型的总轧制力，本申请通过建立冷连轧带钢动态轧制对数速度场，得到的理论轧制力更接近实验实测值，安全可靠，计算准确，能够实时计算得到动态轧制过程中的轧制力，在节约生产成本的同时，提高了产品厚度的控制精度，并且，在综合考虑各项工艺参数的基础上，达到提高冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中轧制力计算精度的目的。
图2示出了本申请实施例提供的另一种冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法的流程示意图，如图2所示，所述方法包括：
步骤201：基于冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中某道次工艺规程数据，确定轧件参数、轧辊参数和轧制工艺参数。
在本申请中，所述轧辊参数包括轧辊原始半径、轧辊线速度、轧辊向上移动速度和轧辊弹性模量；
所述轧件参数包括带钢原始半厚度、带钢宽度、带钢弹性模量和带钢泊松比；
所述轧制工艺参数包括轧制过程中的前后张力、带钢入口速度、带钢动态轧制区的长度、带钢厚区半厚度、带钢薄区半厚度、轧辊与带钢在轧制过程中的摩擦因数。
示例的，在本申请中，以CR340高强度合金钢动态轧制为例，示例的，图3示出了本
申请实施例提供的一种趋薄轧制咬入区的结构示意图，图4示出了本申请实施例提供的一
种趋薄轧制成品四分之一结构示意图，如图3和图4所示，以CR340高强度合金趋薄轧制为
例，确定轧件参数：带钢、带钢厚度、带钢弹性模量、带钢泊松比；轧辊参数：轧辊原始半径，轧辊线速度，轧辊上升速度、轧辊弹性模量；轧制工艺
参数：轧制过程中的前张应力、后张应力、带钢入口
速度、带钢动态轧制区的、带钢厚区厚度、薄区厚度、轧辊与带钢在轧制过程中的摩擦因数。
步骤202：根据冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制变形区速度边界条件和体积不变条件，建立满足运动许可条件的轧制变形区的速度场。
步骤203：基于动态轧制中性面处的所述轧辊线速度、中性角和带钢与轧辊的几何尺寸确定入口单位秒流量。
具体的，；
其中，为所述轧辊线速度，为所述中性角，，为带钢半宽度，为
所述轧辊压扁半径，为塑性变形区入口半厚度，为轧制时任一时刻塑性变形区入口接
触点和轧辊圆心的连线与轧辊连心线的夹角，为所述轧辊向上移动速度，表示所述入
口单位秒流量。
步骤204：根据冷连轧的材料和所述轧制工艺参数确定冷连轧塑性变形区的变形抗力。
具体的，；
其中，为前张应力，为后张应力，为所述塑性变形区入口半厚度，为塑
性变形区任一时刻出口半厚度，为退火状态时金属的变形抗力，、为预设材料对应
的变形抗力系数，为所述冷连轧塑性变形区的变形抗力。
示例的，；
其中，参见图3，为塑性变形区入口半厚度，为塑性变形区任一时刻出口半厚
度，为任一时刻动态轧制变形区出口半厚度，为任一时刻动态轧制变形区入口半厚
度。
步骤205：基于所述轧辊压扁半径确定动态轧制时塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离。
具体的，；
其中，为所述轧辊压扁半径，为所述塑性变形区出口半厚度，为两轧辊辊缝
之间的距离的一半，为所述动态轧制时塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离。
步骤206：基于所述冷连轧塑性变形区的变形抗力和所述塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离，确定冷连轧动态轧制生产过程中任一时刻的内部变形功率、摩擦功率、剪切功率及张力功率。
具体的，；
；
其中，表示所述内部变形功率，为所述变形抗力，为所述入口单位秒流
量，为所述塑性变形区任一时刻出口半厚度，为所述塑性变形区入口半厚度，为所述
带钢半宽度，为所述轧辊上移速度，为所述轧辊压扁半径，为所述轧制时任一时刻塑
性变形区入口接触点和轧辊圆心的连线与轧辊连心线的夹角，为动态轧制时塑性变形
区接触角的平均值，为塑性变形区出口接触点和轧辊圆心连线与轧辊连心线之间的夹
角。
；
其中，，为屈服剪应力，为塑性变形区的出口位置偏离轧辊连心线的
距离，为塑性变形区的入口位置到轧辊连心线的距离，表示所述剪切功率；
其中，为摩擦因数，为所述动态轧制时塑性变形区接触角的平均值，，为所述中性角，为所述中性角对应的半厚度，表示所述摩擦功
率；
；
其中，为所述前张应力，为所述后张应力，表示所述张力功率；
示例的，内部变形功率：
；
；
其中，为变形抗力，为入口单位秒流量，为塑性变形区任一时刻出口半厚
度，为塑性变形区入口半厚度，为带钢半宽度，为轧辊上移速度，为轧辊压扁半径，为轧制时任一时刻塑性变形区入口接触点和轧辊圆心的连线与轧辊连心线的夹角，
为动态轧制时塑性变形区接触角的平均值，为塑性变形区出口接触点和轧辊圆心连线与
轧辊连心线之间的夹角。
剪切功率：
其中，，为屈服剪应力，为塑性变形区的出口位置偏离轧辊连心线的
距离，为塑性变形区的入口位置到轧辊连心线的距离。
摩擦功率：
其中，为摩擦因数，为动态轧制时塑性变形区接触角的平均值，，为中性角，为中性角对应的半厚度。
张力功率：
其中，为前张应力，为后张应力。
步骤207：基于任一时刻的所述内部变形功率、所述摩擦功率、所述剪切功率和所述张力功率，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函。
具体的，；
其中，表示所述总功率泛函。
步骤208：根据不同所述中性角对应的所述总功率泛函，确定任一时刻所述总功率泛函的最小值，根据总功率泛函与轧制力之间的关系确定冷连轧制生产过程中所述任一时刻塑性变形区的轧制力。
具体的，基于公式确定任一时刻所述总
功率泛函的最小值；
其中，所述为所述中性角；
；
其中，表示所述任一时刻塑性变形区的轧制力，为所述轧辊原始半径，
为所述轧辊线速度，为力臂系数，取值范围0.4~0.44，为所述轧辊压扁半径，为所述
塑性变形区入口半厚度，为两轧辊辊缝之间距离的一半。
步骤209：基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力。
在本申请中，上述步骤209的具体实现过程可以包括以下子步骤：
子步骤B1：基于所述带钢厚区半厚度和所述带钢薄区半厚度以及所述带钢动态轧制区的长度确定带钢动态轧制区的倾角。
具体的，；
其中，为所述带钢厚区半厚度，为所述带钢薄区半厚度，为所述带钢动态
轧制区的长度，表示所述带钢动态轧制区的倾角。
示例的，。
子步骤B2：基于所述带钢厚区半厚度和所述带钢薄区半厚度以及所述轧辊向上移动速度，确定动态轧制区总轧制时间以及任一时刻动态轧制变形区的出口半厚度。
具体的，；
；
其中，表示所述动态轧制区总轧制时间，表示所述任一时刻动态轧制变形区
的出口半厚度。
示例的，；
。
子步骤B3：根据广义胡克定律确定入口弹性变形区的压下半厚度，确定入口弹性变形区的压下半厚度、出口弹性恢复区的压下半厚度。
具体的，；
；
表示所述入口弹性变形区的压下半厚度；表示所述出口弹性恢复区的压
下半厚度；
；
；
其中，为所述带钢泊松比，为所述带钢弹性模量，为所述任一时刻动态轧
制变形区出口半厚度，为所述任一时刻动态轧制变形区入口半厚度，和分别为
出口侧和入口侧带钢的变形抗力，为所述前张应力，为所述后张应力，为所述带钢
原始半厚度，为所述退火状态时金属的变形抗力；、为预设材料对应的变形抗力系
数。
示例的，；
；
；
；
其中，为带钢的泊松比，为带钢的弹性模量，为任一时刻动态轧制变形区
出口半厚度，为任一时刻动态轧制变形区入口半厚度，和分别为出口侧和入口
侧带钢的变形抗力，为前张应力，为后张应力，为带钢原始半厚度。
子步骤B4：根据所述轧辊半径、所述入口弹性变形区的压下半厚度和出口弹性恢复区的压下半厚度，确定入口弹性区入口接触点和轧辊圆心的连心与轧辊连心线的夹角，以及出口弹性恢复区对应的角度。
具体的，；
；
；
；
其中，表示所述出口弹性恢复区对应的角度，表示所述入口弹性区入口接触
点和轧辊圆心的连心与轧辊连心线的夹角；为所述出口弹性恢复区的压下半厚度，
为所述塑性变形区出口接触点和轧辊圆心连线与轧辊连心线之间的夹角，为所述轧辊压
扁半径，为任一时刻动态轧制变形区入口半厚度，为所述两轧辊辊缝之间的距离的一
半。
子步骤B5：基于所述任一时刻动态轧制变形区的出口半厚度和所述出口弹性恢复区对应的角度确定入口弹性变形区的轧制力和出口弹性变形区的轧制力。
具体的，；
；
其中，为所述出口弹性变形区的轧制力，为所述入口弹性变形区的轧制力，为所述带钢半宽度，为所述轧辊压扁半径，为所述带钢弹性模量，为所述带钢泊
松比，为所述任一时刻动态轧制变形区出口半厚度，为所述任一时刻动态轧制变形区
入口半厚度，为所述两轧辊辊缝之间的距离的一半，为所述塑性变形区出口接触点和
轧辊圆心连线与轧辊连心线之间的夹角，为所述出口弹性恢复区对应的角度，为所述
入口弹性区对应角度，为所述塑性区接触角，为所述前张应力，为所述后张应力。
步骤210：将所述轧件参数、所述轧辊参数和所述轧制工艺参数，以及所述塑性变形区的轧制力和所述弹性变形区的轧制力作为初始输入数据，通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算，确定符合模型的总轧制力。
在本申请中，；其中，为总轧制力；
迭代运算包括：
；
；
其中，为所述轧辊的压扁半径，为轧辊的原始半径，为轧辊的泊松比，为
轧辊弹性模量，为所述带钢半宽度，，为张力对轧辊弹性压扁的影响，
为所述出口弹性恢复区的压下半厚度，为所述入口弹性变形区的压下半厚度，为所
述带钢泊松比，为所述带钢弹性模量，为所述前张应力，为所述后张应力，为所
述任一时刻动态轧制变形区出口半厚度，为所述任一时刻动态轧制变形区入口半厚度。
图5示出了本申请实施例提供的一种趋薄轧制后板坯的示意图，如图5所示，所述板坯沿着轧制方向分为薄区，趋厚轧制区和厚区，厚区的长度为200毫米，高度为2.2毫米，趋厚轧制区的长度为100毫米，薄区的长度为400毫米，宽度为100毫米，高度为1毫米。
图6示出了本申请实施例提供的一种轧制力的实测值和计算值随时间变化的示意图，如图6所示，横轴表示时间，单位为秒，纵轴表示轧制力，单位为kN，从图6中可以看出本申请预测得到的轧制力和实测轧制力匹配度高，表明本申请的计算精度较高。
综上所述，本申请实施例提供的冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法，基于冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中某道次工艺规程数据，确定轧件参数、轧辊参数和轧制工艺参数；根据轧件变形特点建立满足体积不变条件和速度边界条件的速度场，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函及任一时刻塑性变形区的轧制力；基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力；将所述轧件参数、所述轧辊参数和所述轧制工艺参数，以及所述塑性变形区的轧制力和所述弹性变形区的轧制力作为初始输入数据，通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算，确定符合模型的总轧制力，本申请通过建立冷连轧带钢动态轧制对数速度场，得到的理论轧制力更接近实验实测值，安全可靠，计算准确，能够实时计算得到动态轧制过程中的轧制力，在节约生产成本的同时，提高了产品厚度的控制精度，并且，在综合考虑各项工艺参数的基础上，达到提高冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中轧制力计算精度的目的。
图7示出了本申请实施例提供的一种冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定装置的结构示意图，如图7所示，所述冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定装置300包括：
第一确定模块301，用于基于冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中某道次工艺规程数据，确定轧件参数、轧辊参数和轧制工艺参数；
第二确定模块302，用于根据轧件变形特点建立满足体积不变条件和速度边界条件的速度场，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函及任一时刻塑性变形区的轧制力；
第三确定模块303，用于基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力；
第四确定模块304，用于将所述轧件参数、所述轧辊参数和所述轧制工艺参数，以及所述塑性变形区的轧制力和所述弹性变形区的轧制力作为初始输入数据，通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算，确定符合模型的总轧制力。
综上所述，本申请实施例提供的冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定装置，基于冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中某道次工艺规程数据，确定轧件参数、轧辊参数和轧制工艺参数；根据轧件变形特点建立满足体积不变条件和速度边界条件的速度场，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函及任一时刻塑性变形区的轧制力；基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力；将所述轧件参数、所述轧辊参数和所述轧制工艺参数，以及所述塑性变形区的轧制力和所述弹性变形区的轧制力作为初始输入数据，通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算，确定符合模型的总轧制力，本申请通过建立冷连轧带钢动态轧制对数速度场，得到的理论轧制力更接近实验实测值，安全可靠，计算准确，能够实时计算得到动态轧制过程中的轧制力，在节约生产成本的同时，提高了产品厚度的控制精度，并且，在综合考虑各项工艺参数的基础上，达到提高冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中轧制力计算精度的目的。
本申请提供的一种冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定装置，可以实现如图1-6任一所示的冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法，为避免重复，这里不再赘述。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”（comprising）一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法，其特征在于，所述方法包括：
基于冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中某道次工艺规程数据，确定轧件参数、轧辊参数和轧制工艺参数；
根据轧件变形特点建立满足体积不变条件和速度边界条件的速度场，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函及任一时刻塑性变形区的轧制力；
基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力；
将所述轧件参数、所述轧辊参数和所述轧制工艺参数，以及所述塑性变形区的轧制力和所述弹性变形区的轧制力作为初始输入数据，通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算，确定符合模型的总轧制力；
所述轧辊参数包括轧辊原始半径、轧辊线速度、轧辊向上移动速度和轧辊弹性模量；
所述轧件参数包括带钢原始半厚度、带钢宽度、带钢弹性模量和带钢泊松比；
所述轧制工艺参数包括轧制过程中的前后张力、带钢入口速度、带钢动态轧制区的长度、带钢厚区半厚度、带钢薄区半厚度、轧辊与带钢在轧制过程中的摩擦因数；
所述根据轧件变形特点建立满足体积不变条件和速度边界条件的速度场，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函及任一时刻塑性变形区的轧制力，包括：
根据冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制变形区速度边界条件和体积不变条件，建立满足运动许可条件的轧制变形区的速度场；
基于动态轧制中性面处的所述轧辊线速度、中性角和带钢与轧辊的几何尺寸确定入口单位秒流量；
根据冷连轧的材料和所述轧制工艺参数确定冷连轧塑性变形区的变形抗力；
基于所述轧辊压扁半径确定动态轧制时塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离；
基于所述冷连轧塑性变形区的变形抗力和所述塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离，确定冷连轧动态轧制生产过程中任一时刻的内部变形功率、摩擦功率、剪切功率及张力功率；
基于任一时刻的所述内部变形功率、所述摩擦功率、所述剪切功率和所述张力功率，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函；
根据不同所述中性角对应的所述总功率泛函，确定任一时刻所述总功率泛函的最小值，根据总功率泛函与轧制力之间的关系确定冷连轧制生产过程中所述任一时刻塑性变形区的轧制力；
所述基于动态轧制中性面处的所述轧辊线速度、中性角和带钢与轧辊的几何尺寸确定入口单位秒流量，包括：
；
其中，为所述轧辊线速度，/>为所述中性角，/>，/>为带钢半宽度，/>为所述轧辊压扁半径，/>为塑性变形区入口半厚度，/>为轧制时任一时刻塑性变形区入口接触点和轧辊圆心的连线与轧辊连心线的夹角，/>为所述轧辊向上移动速度，/>表示所述入口单位秒流量；
所述根据冷连轧的材料和所述轧制工艺参数确定冷连轧塑性变形区的变形抗力，包括：
；
其中，为前张应力，/>为后张应力，/>为所述塑性变形区入口半厚度，/>为所述塑性变形区出口半厚度，/>为退火状态时金属的变形抗力，/>、/>为预设材料对应的变形抗力系数，/>为所述冷连轧塑性变形区的变形抗力；
所述基于所述轧辊压扁半径确定动态轧制时塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离，包括：
；
其中，为所述轧辊压扁半径，/>为所述塑性变形区出口半厚度，/>为两轧辊辊缝之间的距离的一半，/>为所述动态轧制时塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离；
所述基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力，包括：
基于所述带钢厚区半厚度和所述带钢薄区半厚度以及所述带钢动态轧制区的长度确定带钢动态轧制区的倾角；
基于所述带钢厚区半厚度和所述带钢薄区半厚度以及所述轧辊向上移动速度，确定动态轧制区总轧制时间以及任一时刻动态轧制变形区的出口半厚度；
根据广义胡克定律确定入口弹性变形区的压下半厚度，确定入口弹性变形区的压下半厚度、出口弹性恢复区的压下半厚度；
根据所述轧辊半径、所述入口弹性变形区的压下半厚度和出口弹性恢复区的压下半厚度，确定入口弹性区入口接触点和轧辊圆心的连心与轧辊连心线的夹角，以及出口弹性恢复区对应的角度；
基于所述任一时刻动态轧制变形区的出口半厚度和所述出口弹性恢复区对应的角度确定入口弹性变形区的轧制力和出口弹性变形区的轧制力；
所述基于所述带钢厚区半厚度和所述带钢薄区半厚度以及所述带钢动态轧制区的长度确定带钢动态轧制区的倾角，包括：
；
其中，为所述带钢厚区半厚度，/>为所述带钢薄区半厚度，/>为所述带钢动态轧制区的长度，/>表示所述带钢动态轧制区的倾角；
所述基于所述带钢厚区半厚度和所述带钢薄区半厚度以及所述轧辊向上移动速度，确定动态轧制区总轧制时间以及任一时刻动态轧制变形区的出口半厚度，包括：
；
；
其中，表示所述动态轧制区总轧制时间，/>表示所述任一时刻动态轧制变形区的出口半厚度；
所述根据广义胡克定律确定入口弹性变形区的压下半厚度，确定入口弹性变形区的压下半厚度、出口弹性恢复区的压下半厚度，包括：
；
；
表示所述入口弹性变形区的压下半厚度；/>表示所述出口弹性恢复区的压下半厚度；
；
；
其中，为所述带钢泊松比，/>为所述带钢弹性模量，/>为所述任一时刻动态轧制变形区出口半厚度，/>为所述任一时刻动态轧制变形区入口半厚度，/>和/>分别为出口侧和入口侧带钢的变形抗力，/>为所述前张应力，/>为所述后张应力，/>为所述带钢原始半厚度，/>为所述退火状态时金属的变形抗力；/>、/>为预设材料对应的变形抗力系数；
所述根据所述轧辊半径、所述入口弹性变形区的压下半厚度和出口弹性恢复区的压下半厚度，确定入口弹性区入口接触点和轧辊圆心的连心与轧辊连心线的夹角，以及出口弹性恢复区对应的角度，包括：
；
；
；
；
其中，表示所述出口弹性恢复区对应的角度，/>表示所述入口弹性区入口接触点和轧辊圆心的连心与轧辊连心线的夹角；/>为所述出口弹性恢复区的压下半厚度，/>为所述塑性变形区出口接触点和轧辊圆心连线与轧辊连心线之间的夹角，/>为所述轧辊压扁半径，/>为所述任一时刻动态轧制变形区入口半厚度，/>为所述两轧辊辊缝之间的距离的一半；
所述基于所述任一时刻动态轧制变形区的出口半厚度和所述出口弹性恢复区对应的角度确定入口弹性变形区的轧制力和出口弹性变形区的轧制力，包括：
；
；
其中，为所述出口弹性变形区的轧制力，/>为所述入口弹性变形区的轧制力，/>为所述带钢半宽度，/>为所述轧辊压扁半径，/>为所述带钢弹性模量，/>为所述带钢泊松比，/>为所述任一时刻动态轧制变形区出口半厚度，/>为所述任一时刻动态轧制变形区入口半厚度，/>为所述两轧辊辊缝之间的距离的一半，/>为所述塑性变形区出口接触点和轧辊圆心连线与轧辊连心线之间的夹角，/>为所述出口弹性恢复区对应的角度，/>为所述入口弹性区对应角度，/>为所述塑性区接触角，/>为所述前张应力，/>为所述后张应力。
2.根据权利要求1所述的冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法，其特征在于，所述基于所述冷连轧塑性变形区的变形抗力和所述塑性变形区出口位置偏离轧辊连心线的距离，确定冷连轧动态轧制生产过程中任一时刻的内部变形功率、摩擦功率、剪切功率及张力功率，包括：
；
；
其中，表示所述内部变形功率，/>为所述变形抗力，/>为所述入口单位秒流量，/>为所述塑性变形区任一时刻出口半厚度，/>为所述塑性变形区入口半厚度，/>为所述带钢半宽度，/>为所述轧辊上移速度，/>为所述轧辊压扁半径，/>为所述轧制时任一时刻塑性变形区入口接触点和轧辊圆心的连线与轧辊连心线的夹角，/>为动态轧制时塑性变形区接触角的平均值，/>为塑性变形区出口接触点和轧辊圆心连线与轧辊连心线之间的夹角；
；
其中，，为屈服剪应力，/>为塑性变形区的出口位置偏离轧辊连心线的距离，/>为塑性变形区的入口位置到轧辊连心线的距离，/>表示所述剪切功率；
；
其中，为摩擦因数，/>为所述动态轧制时塑性变形区接触角的平均值，，/>为所述中性角，/>为所述中性角对应的半厚度，/>表示所述摩擦功率；
；
其中，为所述前后张力中的前张应力，/>为所述前后张力中的后张应力，/>表示所述张力功率；
所述基于任一时刻的所述内部变形功率、所述摩擦功率、所述剪切功率和所述张力功率，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函，包括：
；
其中，表示所述总功率泛函。
3.根据权利要求2所述的冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法，其特征在于，所述根据不同中性角对应的所述总功率泛函，确定任一时刻所述总功率泛函的最小值，根据总功率泛函与轧制力之间的关系确定冷连轧制生产过程中所述任一时刻塑性变形区的轧制力，包括：
基于公式确定任一时刻所述总功率泛函的最小值；
其中，所述为所述中性角；
；
其中，表示所述任一时刻塑性变形区的轧制力，/>为所述轧辊原始半径，/>为所述轧辊线速度，/>为力臂系数，取值范围0.4~0.44，/>为所述轧辊压扁半径，/>为所述塑性变形区入口半厚度，/>为两轧辊辊缝之间距离的一半。
4.根据权利要求1所述的冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法，其特征在于，所述将所述轧件参数、所述轧辊参数和所述轧制工艺参数，以及所述塑性变形区的轧制力和所述弹性变形区的轧制力作为初始输入数据，通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算，确定符合模型的总轧制力，包括：
；其中，/>为总轧制力；
迭代运算包括：
；
；
其中，为所述轧辊的压扁半径，/>为轧辊的原始半径，/>为轧辊的泊松比，/>为轧辊弹性模量，/>为所述带钢半宽度，/>，/>为张力对轧辊弹性压扁的影响，为所述出口弹性恢复区的压下半厚度，/>为所述入口弹性变形区的压下半厚度，为所述带钢泊松比，/>为所述带钢弹性模量，/>为所述前张应力，/>为所述后张应力，/>为所述任一时刻动态轧制变形区出口半厚度，/>为所述任一时刻动态轧制变形区入口半厚度。
5.一种冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定装置，其特征在于，用于实现权利要求1-4任一所述的冷连轧带钢由薄到厚规格轧制中轧制力确定方法，所述装置包括：
第一确定模块，用于基于冷连轧带钢由薄规格到厚规格动态轧制中某道次工艺规程数据，确定轧件参数、轧辊参数和轧制工艺参数；
第二确定模块，用于根据轧件变形特点建立满足体积不变条件和速度边界条件的速度场，确定冷连轧由薄规格到厚规格动态轧制中的任一时刻总功率泛函及任一时刻塑性变形区的轧制力；
第三确定模块，用于基于冷连轧中施加的前后张力对变形区长度和轧制力的影响关系，确定弹性变形区的轧制力；
第四确定模块，用于将所述轧件参数、所述轧辊参数和所述轧制工艺参数，以及所述塑性变形区的轧制力和所述弹性变形区的轧制力作为初始输入数据，通过轧辊压扁半径与轧制力间的收敛条件进行迭代运算，确定符合模型的总轧制力。
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