機械-畢業(yè)答辯-模板

中厚板軋制和軋后冷卻過程離線模擬軟件的開發(fā)答辯人：李淵指導老師：石勒教授目錄一：軋制和冷卻的數(shù)學模型二：離線模擬軟件開發(fā)三：模擬結果對比和分析五：背景和目的及意義結論與課題展望六：軟件開發(fā)的成果演示四：國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心課題的背景汽車大梁航母船體壓力容器國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心課題的背景1.中厚板產(chǎn)量占鋼材產(chǎn)量的10%左右2.總體產(chǎn)量很大近幾年略有下降中板(mm)厚板(mm)特厚板(mm)4≤H≤2020≤H≤60H≥60國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心課題的背景唐鋼3500中厚板生產(chǎn)線鞍鋼5500特寬板生產(chǎn)線國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心課題的背景軋制策略全橫軋制全縱軋制橫縱軋制縱橫軋制縱橫縱軋制與帶材、型材、板材相比，中厚板軋制過程工序復雜、靈活多樣根據(jù)中厚板的用途，產(chǎn)品的組織結構和力學性能要求比較高，因而軋后的冷卻控制也非常重要國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心課題的目的中國一重項目軋制模型冷卻模型軋制工藝軋后工藝C++內核程序VB操作界面離線模擬軟件軋制過程模擬冷卻過程模擬國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心課題的意義課題意義優(yōu)化生產(chǎn)工藝提高產(chǎn)品產(chǎn)量降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本不消耗生產(chǎn)設備板坯原料水電能源人力財力縮短產(chǎn)品開發(fā)周期不占用實際生產(chǎn)時間，反復試驗制定新工藝目錄國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軋制過程數(shù)學模型軋制溫度空冷溫降、接觸溫降、除磷溫降、變形溫升變形抗力鋼板材料、變形溫度、變形速度、變形程度單位壓力中間主應力、外摩擦力、變形區(qū)外端、前后中間參量中性角的推導、軋件的寬展張力、軋件寬展力能參數(shù)軋制力、軋制力矩、軋制功率軋制模型國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心變形抗力模型變形材料鋼種和牌號不同變形溫度頭部和尾部平均值變形速度平均變形速度變形程度平均變形程度對數(shù)應變國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軋制溫度模型軋制溫度空冷溫降顯示有限差接觸溫降除磷溫降變形溫升高壓水除磷軋制變形功轉化國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心平均單位壓力模型中間主應力影響系數(shù)外摩擦力影響系數(shù)變形區(qū)外端影響系數(shù)軋件寬度的影響系數(shù)前后張力影響系數(shù)無張力國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心中性角模型前滑區(qū)·后滑區(qū)中性角國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軋制寬展模型軋制寬展國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心力能參數(shù)模型力能參數(shù)軋制壓力：軋制力矩：軋制功率：國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軋后冷卻數(shù)學模型溫降模型內節(jié)點、邊界點、角節(jié)點換熱系數(shù)空冷換熱、水冷換熱中間系數(shù)導熱、比熱、相變潛熱冷卻模型國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心內節(jié)點溫度模型單元示意圖顯示差分解國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心邊界點溫度模型單元示意圖顯示差分解國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心角節(jié)點溫度模型單元示意圖顯示差分解國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心換熱系數(shù)模型邊界條件中換熱系數(shù)空冷換熱系數(shù)水冷換熱系數(shù)國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心導熱和比熱模型導熱系數(shù)變化曲線比熱系數(shù)變化曲線國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心相變潛熱數(shù)學模型相變潛熱的處理作為內熱源重新建立物體導熱的微分方程作為附加比熱修正中厚板理論上的比熱容目錄VB國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心離線模擬軟件開發(fā)技術設計開發(fā)工具總體設計軟件開發(fā)混合編程C++接口應用范圍數(shù)據(jù)結構執(zhí)行流程功能國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軟件的開發(fā)工具混合編程軟件的開發(fā)工具VBMicrosoftVisualBasic6.0MicrosoftVisualC++6.0C++操作界面程序內核國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軟件的接口設計文本文檔Open...ForOutputOpen...ForInput操作界面文本文檔內核程序文件流下文件名輸出命令文件流下文件名輸入命令執(zhí)行文件操作界面VB語言中的Shell函數(shù)國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軟件的數(shù)據(jù)訪問中厚板材料數(shù)據(jù)的對應關系數(shù)據(jù)的訪問流程國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軟件的應用范圍WindowsXP操作系統(tǒng)運行平臺鋼材種類產(chǎn)品規(guī)格MicrosoftVisualBasic6.0MicrosoftVisualC++6.0碳素鋼、彈簧鋼、軸承鋼、結構鋼、工具鋼、雙相鋼、不銹鋼、模具鋼、硅鋼、合金鋼、管線鋼產(chǎn)品厚度：8~100mm產(chǎn)品寬度：1500~4180mm產(chǎn)品長度：4000~42000mm國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軟件結構設計-VBVB的功能結構框架國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軟件結構設計-C++C++的功能結構框架國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軟件的功能設計國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軋制策略的判斷國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軋制程序執(zhí)行流程國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心冷卻程序執(zhí)行流程目錄國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心單機架軟件主界面國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心單機架離線模擬演示參數(shù)設置軋制模擬直接冷卻分段冷卻規(guī)程優(yōu)化結果顯示軋制過程軋后冷卻參數(shù)設置溫降顯示參數(shù)設置溫降顯示國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心雙機架軟件主界面國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心雙機架離線模擬演示參數(shù)設置軋制模擬直接冷卻分段冷卻規(guī)程優(yōu)化結果顯示軋制過程軋后冷卻參數(shù)設置溫降顯示參數(shù)設置溫降顯示目錄國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心模擬結果對比和分析離線模擬對比軋制過程軋制溫度、軋制寬展、軋制壓力分析軋后冷卻溫降過程、X70和X80終冷溫度力能參數(shù)軋制溫度、軋制速度、變形程度冷卻效果鋼板厚度、運行速度、冷卻流量軋制溫度的對比軋制道次模擬值(℃)實測值(℃)絕對誤差(℃)相對誤差(%)11195.411185.13-10.280.8721179.511169.34-10.170.8731162.451152.21-10.240.8941143.281134.45-8.830.7851120.781115.18-5.60.5061093.371095.241.870.1771049.641046.98-2.660.2581044.251040.57-3.680.3591035.231029.09-6.140.60101020.261017.42-2.840.2811996.58999.352.770.2812966.45985.7819.331.96國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軋制寬展的對比軋制道次模擬值(mm)實測值(mm)絕對誤差(mm)相對誤差(%)11801.591805.634.040.2223423.513420.88-2.630.07733426.423431.334.910.1443429.773426.70-3.070.09053433.713445.9312.220.3563438.303454.4216.120.4773441.603472.6631.060.8983444.753433.18-11.570.3493447.673469.8422.170.64103449.843426.34-23.50.69113451.193458.927.730.22123451.963463.6011.640.34國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軋制壓力的對比軋制道次實測值(MN)模擬值(MN)絕對誤差(MN)相對誤差(%)110.129.350.777.61223.4724.09-0.622.64330.4129.580.832.73434.4834.040.441.28540.1942.05-1.864.63648.9847.261.723.51743.5843.10.481.10843.2542.570.681.57940.5341.77-1.243.061037.1736.041.133.041126.427.78-1.385.231219.4120.46-1.055.41國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心X70管線鋼冷卻過程國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心X70終冷溫度的對比序號模擬值(℃)實測值(℃)絕對誤差(℃)相對誤差(%)1530.5676548.0658-17.4982-3.298022522.8571536.4438-13.5867-2.598553488.9898499.2234-10.2336-2.09284490.4506497.0791-6.6285-1.351515483.8454490.2437-6.3983-1.322396474.7158495.7295-21.0137-4.426597508.6561509.4397-0.7836-0.154058460.2849472.5573-12.2724-2.666269500.1049516.4646-16.3597-3.2712510564.7033568.1316-3.4283-0.6071國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心X80管線鋼冷卻過程國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心序號模擬值(℃)實測值(℃)絕對誤差(℃)相對誤差(%)1541.8151556.124-14.30892.642511.5488523.3427-11.79392.313510.1552526.8387-16.68353.274504.4897508.5263-4.03660.805504.9692509.7063-4.73710.946513.2908529.3746-16.08383.137517.5765530.7518-13.17532.558519.2374525.5137-6.27631.219521.2227532.5116-11.28892.1710515.5786528.8731-13.29452.58X80終冷溫度的對比國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軋制力與軋制溫度此外，金屬回復和再結晶加強，加工硬化減弱，軋制力降低變形溫度升高，金屬材料內部金屬原子的熱振動劇烈程度增加，金屬原子間金屬鍵的相互作用力減小，材料變形需要的能量也相應降低，軋制力隨之降低。國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軋制力與變形速度軋制速度增加到一定值后，變形功所轉化熱量不能及時散去，金屬內部溫度升高，軋制力會有所下降。軋制速度增加，變形速度增加，金屬內部軟化過程減弱，強化過程相加強，金屬變形所需要能量增加，軋制力也隨之增加。國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心軋制力與變形程度變形程度越大，金屬內部晶格畸變越大，晶體滑移越困難，塑性變形所需軋制力就越大。此外，部分處于滑移帶的晶體會生成微小晶塊，同時伴有微觀裂紋，金屬塑性就會進一步降低，軋制力進一步增大。國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心冷卻效果與鋼板厚度鋼板厚度越大，內部儲存熱量就越多，冷卻時相變潛熱也越多，冷卻就越困難。同時，厚度越大，鋼板心部和表面之間熱量傳導越困難，冷卻速度降低，終冷溫度升高國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心冷卻效果與鋼板速度鋼板運行速度越快，在冷卻線停留時間就越短，與冷卻水接觸時間就越短，表面與冷卻水換熱就越不充分，表面溫降就越少，與心部溫差就越小，進而成品鋼板的冷卻速度就越低，終冷溫度也越高。國家冷軋板帶裝備及工藝工程技術研究中心冷卻效果與冷卻水量增大冷卻水流量，水冷換熱系數(shù)增大，鋼板表面溫降加快，心部與表面導熱加強。此外，冷卻水流量增加，單位時間內流向鋼板表面冷卻水量增加，鋼板表面水冷換熱充分，冷卻速度增加，終冷溫度降低。目錄結論國家冷軋板帶裝備及工藝工程技