Resultados de la investigación de Peng Yan
Durante más de diez años, el camarada Peng Yan ha estado involucrado en investigaciones científicas en los campos del análisis numérico de la deformación plástica tridimensional del metal, el control de la forma y el espesor de la placa y la relación entre la fuerza macroscópica y parámetros energéticos de los materiales y propiedades microestructurales durante el proceso de laminación. Se han obtenido los siguientes resultados de investigación:
1. Sistema teórico, software de simulación de modelos matemáticos y aplicación del control de la forma de las placas del laminador de placas y bandas
El control de la forma de las placas es una tecnología clave y una tecnología difícil para la laminación de placas y bandas. En la actualidad, el cuello de botella y la clave que restringe la mejora de la tecnología de control de planitud de mi país es la falta de software y modelos matemáticos de control de planitud avanzados y aplicables.
Esta teoría establece el sistema teórico y el modelo matemático de control de planitud, sentando una base amplia para la investigación y el desarrollo de tecnología de ingeniería. Se propone un sistema de modelo teórico relativamente completo para el control de planitud, y se aclaran sistemáticamente cinco tipos de modelos de rama, incluido el modelo de deformación plástica tridimensional de la pieza laminada, el modelo de deformación elástica del sistema de rollo, el modelo de buena discriminación de planitud, el modelo de reconocimiento de patrones de desviación de planitud y el modelo de control de planitud y sus interconexiones. Se propusieron el método de elementos de tira para simular la deformación tridimensional del laminado de tiras y el modelo matemático para la distribución transversal de las tensiones delanteras y traseras para formar un sistema teórico del método de elementos de tira, se establecieron sistemáticamente siete trenes de laminación de tiras principales; se propone el método del coeficiente de influencia segmentado y el método de diferencia, el modelo matemático de deformación elástica del rollo; se propone el método de elementos de tira para la discriminación de planitud y el modelo matemático para resolver los factores de discriminación; se propone claramente la estrategia de proceso y la estrategia de equipo para el control de planitud; . Integrando los modelos teóricos anteriores y las estrategias de control según sus conexiones intrínsecas, se desarrolló un software de simulación para el análisis de la forma de la placa y el control preestablecido, el cual fue verificado y aplicado. Este logro puede analizar, predecir, juzgar, clasificar y extraer patrones, controlar la optimización, etc. para la forma de la placa. Tiene funciones relativamente completas, que no se han logrado mediante investigaciones similares en el país y en el extranjero. Este logro le valió el segundo premio del Premio Nacional al Progreso Científico y Tecnológico 2004.
Actualmente estamos desarrollando un instrumento de planitud de laminador en frío a gran escala y un modelo y sistema de control de planitud de circuito cerrado. Con base en el análisis de forma plana y la investigación de control preestablecido mencionados anteriormente, partimos de los dos aspectos clave del desarrollo de rodillos de detección de forma plana y el establecimiento de modelos de control de circuito cerrado para lograr un control de circuito cerrado de forma plana.
2. Modelo de acoplamiento térmico de macrotamaño de la mecánica de la microestructura de acero de laminación continua en caliente
Investigación de control integral sobre la forma del macrotamaño y las propiedades de la microestructura de la tira durante el proceso de laminación en caliente. Esta dirección se ha convertido en un moderno laminado de banda de alta precisión. molino Otra tecnología clave. El tamaño macroscópico y la precisión de la forma están estrechamente relacionados con los parámetros macroscópicos de fuerza y energía y las propiedades mecánicas correspondientes son la manifestación externa del estado de la estructura microestructural interna del material, y la estructura microestructural es la principal base interna de las propiedades mecánicas. Los principales contenidos de la investigación incluyen:
(1) Investigación sobre el sistema de simulación de acoplamiento mutuo de la microestructura térmica en el proceso de laminación en caliente basado en el método de elementos de banda. Con la ayuda de los resultados de la investigación experimental, se establecieron modelos relevantes que afectan el rendimiento interno y la calidad de las piezas laminadas para realizar simulaciones numéricas por computadora. el proceso de laminación en caliente de acero de baja aleación, prediciendo el tamaño de grano de la pieza laminada después de la laminación en caliente, se determina y el proceso de producción se optimiza en función de los resultados previstos.
(2) Investigación sobre la evolución de la microestructura y modelo del proceso de enfriamiento de flejes de acero laminados en caliente. Las propiedades estructurales de la pieza laminada después del enfriamiento se predicen y calculan, y se comparan con los resultados experimentales para verificar la exactitud y confiabilidad del sistema de simulación y los modelos relacionados. Análisis detallado de la influencia de la temperatura, la velocidad de enfriamiento, los elementos de aleación y otros factores del proceso en el rendimiento interno y la calidad de las piezas laminadas, y utiliza los resultados de la simulación para optimizar los parámetros del proceso para el proceso de producción real.
Esta investigación ha sido financiada por el "Fondo de Educación Huo Yingdong" y la "Fundación Provincial de Ciencias Naturales de Hebei". El objetivo a mediano y largo plazo de esta línea de investigación es esforzarse por combinar el diseño teórico de la composición de la aleación con el proceso de laminación en 5 a 10 años, y establecer el diseño de la composición, el control integral de la forma geométrica y las propiedades estructurales de los materiales de acero avanzados. , así como modelos de procesos de laminación, etc. Sistema teórico completo y aplicación en producción.
3. Teoría de control integral dinámico de forma y espesor
Un buen sistema de control de laminador no se limita solo al nivel técnico de ajuste basado en mediciones y retroalimentación reales para mejorar verdaderamente la calidad del sistema y la precisión del control,. es necesario analizar con precisión las características del modelo y establecer un sistema de control basado en modelos. El sistema de laminador es un sistema electromecánico complejo, que se forma mediante la penetración e integración mutua de tecnologías mecánicas, hidráulicas, electrónicas y otras. Las características dinámicas del proceso de laminación están determinadas por el acoplamiento mutuo de múltiples movimientos con diferentes propiedades físicas. Es un sistema no lineal complejo típico.
La clave para establecer un modelo de control dinámico integral para el espesor de la placa de laminación continua es considerar las características dinámicas del sistema de rodillos a lo largo de la dirección axial, las características dinámicas de la pieza de laminación a lo largo de la dirección del ancho y la dirección de la línea de laminación, y la dinámica del acoplamiento. características entre el sistema de rodillos y la pieza rodante. Acoplar los sistemas electromecánico e hidráulico de la unidad de laminación continua, centrarse en el sistema de control integral de la forma y el espesor de la placa, considerar de manera integral otros subsistemas, estudiar las características dinámicas del sistema de la unidad de laminación continua desde una perspectiva global y realizar investigaciones de simulación dinámica. en la unidad de laminación continua es de gran importancia mejorar la precisión del control y el nivel del proceso de laminación y mejorar la precisión dimensional de los productos de placas y tiras. Parte del contenido de la investigación en esta dirección de investigación ha sido financiado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.
4. Investigación sobre el mecanismo de conformado por laminación, la tecnología de los equipos y el rendimiento de la microestructura de piezas de anillos de gran tamaño.
En comparación con el proceso de conformado por forjado integral, el laminado de anillos tiene las ventajas de un bajo tonelaje de equipo, pequeñas vibraciones e impactos y alta eficiencia. y bajo costo y otras ventajas. Con el avance del nivel industrial de mi país y el desarrollo de la defensa nacional, la demanda de anillos grandes y supergrandes se está generalizando cada vez más en muchos campos de la producción nacional, como las grandes minas, la maquinaria portuaria y las industrias aeroespacial y nuclear. En la actualidad, la investigación sobre tecnología y equipos de laminación de anillos de alta velocidad grandes y ultragrandes está todavía en sus inicios y carece de orientación teórica.
Es urgente investigar la teoría, la tecnología y el equipamiento del laminado de anillos grandes y supergrandes. Para el estudio de la teoría de la deformación plástica tridimensional del proceso de laminación en caliente de piezas de anillos ultragrandes con experiencia en aplicaciones de ingeniería, la deformación elástica del equipo de laminación de anillos ultragrandes y el impacto del proceso de laminación en la calidad del anillo, Se consideran las dimensiones geométricas y las propiedades estructurales para optimizar la parte del anillo ultragrande. Los parámetros clave del proceso y el equipo de laminación de anillos son de gran importancia para mejorar la calidad de los productos de anillos ultragrandes y su competitividad en el mercado internacional y mejorar la calidad de los mismos. nivel de innovación independiente. El mecanismo de conformado por laminación en caliente, la tecnología de los equipos y la optimización del rendimiento estructural de piezas de anillos ultragrandes son cuestiones científicas clave para resolver los problemas anteriores. Este estudio propone un método de elemento de tira de anillo adecuado para laminación de anillos, establece un modelo tridimensional de deformación plástica de metal para laminación de anillos de gran tamaño y determina sus parámetros de campo de tensión, campo de desplazamiento y energía de fuerza. la teoría de laminación de anillos, optimiza los parámetros del proceso de laminación de anillos y los parámetros del equipo combina la teoría de laminación de anillos tradicional con la teoría de laminación de anillos para estudiar la deformación elástica, la temperatura de laminación, los efectos de la velocidad de laminación, la corona del rodillo y el perfil del rodillo en la calidad del producto del anillo. La investigación ya ha logrado resultados preliminares.