薄钢板矫直专家系统的设计.pdf

第25卷第4期
沈阳工.业大学学报
2003年8
Journal of Shenyang University of Technology
Aug.2003
机械工程
文章编号:10001646(2003)04-0273-03
薄钢板矫直专家系统的设计
历长ム,李英民,董丽萍
沈阳下业大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110023)
摘要:将专家系统的埋论应用到薄板矫直研究中.给出了钢板的矫直机吧、」近了以所直的几
种方案,并据此采用了专家系统的辅助设计.给出『建立薄板矫直专系统的程序椎.」时述给
出了数学模型.论述了薄板矫直专窍系统谬功能及意义
关鍵词?:置矶;方楽;专家ぶ统
?'分关与:111,2
父铽标识码:A
随着世界.业发展水半的不断提高,汽年行直到内力达到新的半衡,得到所要求的形状,矫直
业的蓬勃发展,人们对板材的需求量急剧上升,尤过程,实质就是弹塑性变形过程,对于薄钢板
其足薄钢板据统讣资料显示,20世纪90年代,般常采用多锟矫直机进行矫直
世界人均薄板消费量是50kg,发达国家人均消费1.1多辊矫直机娇直机理
达200kg,以发达国家消费趋势来看,我国溥钢板
对于埋想弾塑性板带材,若经过第i辊小具
消贺量处」急剧上升阶段.由」板加工简单,重有相对原始曲率为Cr,相对反弯曲率为Cn,则
量轻,可以承受较大的载荷,所以在工程上:使用颇可确定其相对弹复曲率
广,如建筑物的楼板、地基板、钢的腹板、水⊥结构
的刊」、飞机机翼、船舶的外売、集装箱、容器的底
板等.由」不同部门」对钢板的需求不同,尤其是汽式中(为第辊下的相对弹复曲率((y
车用薄钢板要求的品种范围广、规格幅度大、形状
p为第辊i下的弹复曲率半径;为纯
精度高、成肜性能好、表面要求,导致对钢板規yj
格及型号需求的多样化.同时,对钢板的加に质量弾性变形付弾性极限弯曲半径;C2为第汀锟下的
也提出了更高的要求
相对总弯曲曲率,(,=C+(;板材经过该辊
倒板在轧制、冷却及剪切过程中,由于塑性变后的相对残余曲率C为相对反弯曲率:和相
ル形不均、加热和冷却不均、剪切以及运输和堆放等对弹复曲率(,之差
原?,必然产生不同程度的弯曲、瓢曲、浪形、镰弯
轧件矫直的基本原则是:轧件经过反孪、弹复
和歪扭的塑性变形或内部产生线余应力、这在成后的柑对残余曲率C、为零,即反弯曲率,等于
为合格的产品之前,都必须釆用娇直机进行矫直反弯之后的弹复曲率(い.如果轧件弹复后还未
加工,矫正轧什形状和消除残余应力.这是项繁被矫直,则此残余曲率(に、即为下一次再弯曲时
杂的工作,对不同薄的钢板,矫直辊有不同的的原始曲率,即C=CnD
压下量,不同的矫直力.为此,本文进行了薄板娇1.2矫直方案的选择
直专家系统的设计,该系统的开发将在很大程度
为了使板材矫直质量在现有的设备下得到很
上提高产品质量,同时还能在定程度上提高钢好的提高,対」不同缺陷、厚薄的板材,采用不同
板的牛产效率,降低成本,其应用前景看好
的矫直方案
矫直机理
1.2.1小变形调整方案
这种调整广案的基本原则是,进入该辊的轧
钆件的矫直就是使轧件承受某种方式和定件,经过反弯及弹复片,其最大原始出率应完全消
大小的外力作用,产生一定的弹塑性变形、当上述除.为了能消除进入该辊的最人原始曲率Cro,该
外力去除后、作内力作用ド义产生弹性恢复变形,辊的反弯曲率(应等于反弯之后的弹复曲率
收稿日期:2003-02-25
作者简介:长云(1978-),女,龙江虎林人,硕:4
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沈阳工业大学学报
第25卷
式中1为辊距;1
(弾性弯曲区长度
1
s-/4);E为被矫板材的弹性:模量;1为被矫板
最小能量调整方笨
材的横截面惯性矩;F为压下力;(=M,/7I(弹
这种方案的出发点是轧件半直部分不“塑性极限曲率):でx为总的相对曲率:Cい为板材的
性变形,故轧什平直部分内部不产生残余应力采原始曲率:M1为板材纯弹性弯曲时的弹性极限弯
用这种调整方榮时,各辊下的反疹出率都足相等出力知.知道了两上辊的压弯烧度,就可以求出它
的,即等于最大的纯弾性弯曲曲率士如用反弯曲们巾间下辊的爪弯挠度,即
率表示,则C。=1,此时应有
3)2.1.2乐下量的计算
2(Co11)
6,∠;.-26
2.3大变形调整方案
山于相対总弯曲曲率(越大,因此相对弹
复屾率的差值也越人.人变形调整方笨就是根据
式(6)表明,相邻两个上锟压下量设定之后,
这一特点来进行调整的,它在第二、三辊上采用很它们共同下報的压下量就可以求出
大的相对反弯曲率使轧件各部分的相対弯曲曲2.1.3矫直力的计算
率C均达到很人的值,则可使用相对弹复曲率
每个子的矫直力为
C、接近丁同方向的某一数值这就可较迅速地将
(M112m;1M
相对线余曲率减小,使整个轨件长度上几成为
单值曲率.在第四辊或第五辊以后,轧件的相对反式中M,=Mn
M+=Z1?(Z
弯曲率逐渐减小,逐渐趋于平直.这和调整广案可
消除定的横向瓢出
为弹性断面模数,B为板觉,为厚度),x
1.2.4整体斜调整方案
为塑弯比:为板材的屈服强度;M为在第辊i
这种调整方笨,主要是调整首、尾部压ド量、处材料所受到的弯矩
其首部爪下量使其相对反弯曲率C=3~5,尾部2.2程序设计框架
乐下量的相对反弯曲率(p(n1)=1.当确定第
该薄板矫直家系统的设计原则是:用户根据
棍炇倒数第二辊(n-1辊)上的反弯曲率后,就可
已知条件输入特定参数值,通过推理机,首先査找
按线形规律米确定其他辊子的反孪出率
数据库,足否有完个配值,如果找到就直按调用
现有值,如果有部分匹配值,则进行线性拟合或使
2薄钢板矫直专家系统的设计
用插值方法进行计算,如果没有匹值,则进行方
案选择,在最住方中求出压下量及矫直力,如果
专家系统是种典聖的知识处理系统,它是该求出量满足生产需要则把以上参数值存储到数
把某个领域内专家的知识和经验加以总结?整理据库中使机器具有自学习能力框图如图1所示
之后,编写成计算职能程序系统,通过计算机进
数输闪
行知识信息的处理,米解决某些专业范围内的重
要问题,从而起到人类专家的作用
推理
2.1模型的建立
数据
山于板材矫直案的不同,因此数学模型也
安全匹配>
匹配><分匹矿
不相同.根据不同方案中所求出的反出率,可以
求出矫直報的压下量利矫直力
圆数響量住方多华线形报合?
2.1.1挠度的计算
欧据输出
6 A/
图1薄板矫直专家系统的程序框图
Fig 1 Block diagram ol Expert Systcm in levcl
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