D0I:10.13374/j.issn1001053x.2013.01.015 第35卷第1期 北京科技大学学报 Vol.35 No.1 2013年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2013 基于流函数的H型钢轧制力能参数模型 赵景云1)，减勇)四，逢晓男2，吕智勇) 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)莱芜钢铁集团型钢厂，莱芜271126 ☒通信作者.E-mail::yzangOustb.edu.cn 摘要通过合理的假设对H型钢变形区进行分区，基于流函数方法确定了各个变形区的速度场，建.立了H型钢万能 轧制力学模型.在此基础上，使用Pol多参数优化算法优化变形区参数以使变形区的总功率达到最小并最终求得H 型钢轧制力能参数。计算中采用高斯积分的方法，使得计算结果更加准确.计算结果表明，腹板和翼缘的延伸率相同时， 本文模型计算结果与经过实验数据验证的有限元结果的误差不超过1.53%，当偏离标准工况较大时，通过适当修正，亦 可保证本文方法的计算精度.在腿腰延伸比入=1附近时，模型计算的轧制力与有限元结果变化趋势相同.在合理的力臂 系数情况下，两者结果吻合较好. 关键词轧制：轧制力：数学模型：流函数：有限元法 分类号TG331 Rolling energetic parameter model of H-beams based on the fow function ZHAO Jing-yun 1),ZANG Yong1),PANG Xiao-nan 2),LU Zhi-yong ? 1)School of Mechanical Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Section Mill,Laiwu Iron Steel Co.Ltd.,Laiwu 271126,China 3 Corresponding author.E-mail:yzang@ustb.edu.cn ABSTRACT According to a reasonable hypothesis.the rolling deformation zone of H-beams was divided into two regions and the velocity field in each deformation region was set up by the flow function method.A rolling energetic parameter model of H-beams based on the Blow function method was established.Parameters of deformation regions were optimized with the Powell method to minimize the value of total power.Finally.the rolling energetic parameters of H-beams were obtained.The Gauss integral method was used to get more accurate results.Calculation results show that errors between the results of the model and the finite element model verified by test do not exceed 1.53%when the elongations of the web and flange are the same.If the hypothesis is not satisfied,the model in this paper also has well calculation accuracy with proper modification.When the ratio of elongation between flange and web is around 1,the trend of the model's rolling force is the same as the results of the finite element model.When the arm cocfficients are reasonable,the rolling force of the model matches with the results of the finite element model well. KEY WORDS rolling;rolling force:mathematical models;flow function:finite element method 轧制力是金属轧制时的重要力能参数，确定轧多集中在实验研究、初等解析、能量法、有限元、 制力对于制定合理的工艺制度，充分发掘轧机的潜 复合元法等l-61.中岛浩卫川通过实验的方法，得 能具有重要的意义，随着H型钢轧制技术的发展， 到了H型钢和纯粹板带轧制力之间的关系，但他 一些新的工艺技术应用在H型钢轧制中.H型钢轧 只考虑了翼缘延伸率大于腹板延伸率的情况.梁明 制过程中的变形更加复杂，现有的轧制理论不能准 等？根据变形区单元体的功和外功相等（能量法）导 确地计算轧制所需要的力能参数 出了水平辊和立辊的轧制力计算公式，他们在推导 到目前为止，计算H型钢力能参数的方法大 公式时将变形过程简化为平面变形，忽略了金属的 收稿日期：2011-11-16 基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目(2009AA03Z15)第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 基于流函数的 型钢轧制力能参数模型 赵景云 ‚藏 勇‘困‚逢 晓男 ‚吕智 勇“ 北京科技大学机械工程学院‚北京 莱芜钢铁集团型钢厂‚莱芜 困 通信作者 ‚ 一 旧 摘 要 通过合理 的假 设对 型钢变形区进行分区‚基于流 函数方法确定了各个变形区的速度场 ‚建立 了 型钢万能 轧制力学模型 在此基础上‚使用 〕 多参数优化算法优化变形区参数以使变形区的总功率达到最小并最终求得 型钢轧制力能参数 计算中采用高斯积分的方法‚使得计算结果更加准确 计算结果表明‚腹板和翼缘的延伸率相同时‚ 本文模型计算结果与经过实验数据验证的有限元结果的误差不超过 ‚当偏离标准工况较大时‚通过适 当修正‚亦 可保证本文方法的计算精度 在腿腰延伸 比 入 附近时‚模型计算的轧制力与有限元结果变化趋势相同 在合理的力臂 系数情况下 ‚两者结果吻合较好 关键词 轧制 轧制力 数学模型 流函数 有限元法 分类号 一 么万几。五 、一、。‚‚‘‚刹 万‘ 价 。’囚‚刚 万 尤 一二 “‚五口欲乞一‚ 。“ ‚ ‚ ‚ ‚ ‚ ‚ 困 一 七 一 、 一 一 〔。、 ‚ 一 一 ‘ 一 一 川 ‚ 一〕一 、 ‚ 一 一 ·、‚ 侧 ‚ ‚ 、 、 一 鞭 、 明 入 、 、一 ‚ 、 〔 ‚ 、 一 ‚、 一 一 轧制力是金属轧制时的重要力能参数 ‚确定轧 制力对于制定合理的工艺制度 ‚充分发掘轧机 的潜 能具有重要 的意义 随着 型钢轧制技术的发展 ‚ 一些新的工艺技术应用在 型钢轧制 中 型钢轧 制过程 中的变形更加复杂 ‚现有的轧制理论不能准 确地计算轧制所需要 的力能参数 到 目前为止 ‚计算 型钢 力能参数 的方法大 收稿 日期 一 一 基金项 目 国家高技术研究发展计划 资助项 目 多集 中在实验研究 、初等解析 、能量法 、有限元 、 复合元法等 一 中岛浩卫川 通过实验 的方法 ‚得 到 了 型钢和纯粹板带轧制 力之 间的关系 ‚但他 只考虑 了翼缘延伸率大于腹板延伸率的情况 梁明 等圆根据变形区单元体 的功和外功相等 能量法 导 出了水平辊和立辊的轧制力计算公式 ‚他们在推导 公式时将变形过程简化为平 面变形‚忽略 了金属的 DOI :10．13374／j．issn1001－053x．2013．01．015