六角鋼管張力減徑過程仿真方法

　　本發(fā)明涉及一種六角鋼管張力減徑過程的數(shù)學(xué)建模及仿真方法，尤其涉及 一種關(guān)于建立張力減徑過程中六角鋼管的縱向壁厚變化的分布參數(shù)數(shù)學(xué)模型及結(jié)合張力減徑過程特點進行模型的計算機數(shù)值求解的六角鋼管張力減徑過程仿 真方法。

　　張力減徑軋制是一種制造六角鋼管或焊接鋼管的熱軋工藝過程。其工藝原理是不采用芯棒等內(nèi)變形工具，使經(jīng)過穿孔機和連軋機軋制出的毛管或荒管依 次通過具有近似圓形截面孔型的相互緊靠的串聯(lián)機架，將荒管的管徑減少到所 要求的尺寸。現(xiàn)代化張力減徑軋機成型工藝是在非調(diào)節(jié)式三軋輥機座中進行。 在三輥軋機上，三個軋輥圍繞軋道中心線成120°配置，相鄰機座的軋輥成60° 錯位排列。

　　張力減徑機是六角鋼管熱軋生產(chǎn)的最后一組設(shè)備，是對鋼管質(zhì)量影響最大的一個環(huán)節(jié)，控制好張力減徑成品鋼管的壁厚對六角鋼管軋制收得率的提高及 降低生產(chǎn)成本有著重要的現(xiàn)實意義。一個準確的張力減徑過程壁厚模型及其快 速的計算機求解算法是實施張力減徑過程鋼管壁厚實時控制的關(guān)鍵。六角鋼管 張力減徑過程在軋制鋼管頭段、中段和尾段時具有不同的軋制特性，“管端增 厚”現(xiàn)象是張力減徑過程固有的特性。給定一組六角鋼管張力減徑機各機架軋 輥的速度制度和相關(guān)的工藝參數(shù)，依據(jù)張力減徑工藝設(shè)計所用的張力減徑過程 的傳統(tǒng)靜態(tài)數(shù)學(xué)模型，只能得到成品鋼管的平均壁厚，而無法了解成品鋼管的 管端增厚段的長度。

　　為了了解張力減徑成品鋼管壁厚的整個分布情況，建立以軋制過程中鋼管 壁厚變化為輸出的分布參數(shù)模型十分必要。目前張力減徑機分布參數(shù)模型的研 究方法主要有兩種：一種是根據(jù)詳細的機理建立以有限元分析為基礎(chǔ)的復(fù)雜分 布參數(shù)模型;另一種是通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等利用數(shù)據(jù)擬合的方法對張力減徑過程進 行建模。這兩種方法都有不足之處，基于有限元的計算模型的計算量巨大，需要大量的計算資源，無法適應(yīng)實際生產(chǎn)現(xiàn)場實時性的要求;而基于數(shù)據(jù)擬合的計算模型則脫離了工藝原理，模型的參數(shù)物理意義不明確，模型的有效性得不到保證。