型钢轧制动态链式模型及其智能Agent变形分析研究

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辊弯成形是-种节材和高效的金属塑性加工工艺 ，利用多道次轧辊将钢带连续轧制成要求断面的型钢。现代冷弯型材生产主要以辊弯成型为主，轧辊的设计至关重要。由于冷弯成型受影响因素较多，现有的变形理论不能精确地指导孔型设计，所以企业设计孔型-般采用经验的方法，而经验的方法使孔型设计的质量波动较大u1。型材的成型质量撒于孔型的设计质量，如果孔型设计的质量波动较大，就直接影响型材的成型质量。避免孔型设计质量波动的方法是加强变形理论的研究，减少经验因素，尽量量化设计方法，以理论指导实践。研究孔型设计的理论基础是建立符合实际的轧制过程模型，利用合理的模型研究轧制过程中应力与应变之间的关系，根据应力应变关系研究和推导孔型设计算法，为实现新的孔型设计方法打下理论基矗2实际轧制过程分析冷弯型材-般是通过多道次轧辊完成成型的。型材的断面几何形状越复杂，成形道次越多。冷弯中梁轧制过程中 3个道次的变形示意图t2]，如图 1所示∩以看到，每个成型道次有确定的成形任务，原材料在经过成型道次时受到应力的作用而发生应变位移，经过逐道次的挤压，渐变成要求的断面几何形状。

图 1辊弯成型轧制过程示意图Fig.1 Schematic Diagram of Roll Bending Forming Process随着近年来的研究发现，建立与实际轧制过程相符的模型，然后依据此模型对整个变形过程进行研究，对有些表达其实进行智能化修正，使得研究结果符合实际轧制过程。

3动态链式模型的建立根据实际轧制过程，引人数据结构中链表的结构 ，构成-个轧制过程链结构模型。根据钢带在变形过程中的应力应变关系，来稿日期：2012-09-14基金项目：河北省自然科学基金(E2011208014)；河北省研究与发展项 目(11457202-8)作者简介：李国昌，(1955-)，男，河北保定人，本科，教授，博士生导师，主要研究方向：孔型设计智能化研究252 李国昌：型钢轧制动态链式模型及其智能Agent变形分析研究 第7期对模型中的结点和链进行数学描述。

3.1链式结构链式结构的主体思想来源于计算机科学的《数据结构》内容 。

利用链式结构的理论揭示动态轧制过程特性，会为轧制过程应力应变分析找到较好的方法。在链式结构中，结点中存放着数据和指针，结点的链接由指针实现。各结点相互独立 ，整个链式结构有链指针连接。 3-2轧制过程与链式结构在冷弯成型轧制过程中，将各道次的变形数据构成结点，道次间的变形构成链数据，就将实际轧制过程抽象成链式逻辑结构，轧制过程与链式结构对应关系 ，如图 2所示。

口廿 ～轧制 轧制 轧制道次 道次 道次(a)轧制过程口廿 --- 口链表 链表 链表结点 结点 结点(b)链式结构图2轧制道次与链表结点的对应关系Fig.2 Relationship of Rolling and Link List Nodes3.3钢带孔型中的变形与孔型间的变形描述冷弯成型主要在孑L型中完成 ，从-个孔型到另-个孑L型间的变形较小，主要是拉伸变形。

3-3.1孔型中的动态变形描述型材在成形过程中分 2部分 ，-部分是由孑L型加弹塑性力后使钢带发生变化，这-部分是在机架的孔型中完成的。另-部分是机架间的拉伸过渡变型，这-部分是在机架间完成的，在孔型中钢带变形模型图，如图 3所示。

z轧制过程的动态的虚构方程分析是随时间展开的。初始构形是随现时构形变化的，f时刻的现时构形即为tAt时刻的初始构形。

Or 19" △ (2)式中：△ -t到 tAt时刻加载步求出的位移增量。

虚功方程相应为：r S t E d t W (3)式中：6t，Att--，U tAt时刻的虚位移 。

3.3.2机架间钢带过渡变形及数学描述机架间的平缓过滤区主要是钢带的边缘拉伸变形，拉伸率有表达式(4)给出 ：s["V/L2n2a2[1-cos(△ )J-L ]/L (4)描述综合拉伸变形采用简化的三阶样条函数 ，表达式如(5)所示。

)∑ ( ) (5)4智能化处理在模型算式中引入人类经验知识。用以修正理论模型与实际模型之间的差距，使理论模型旧能逼近实际模型。具体方法是 ：(1)对每个变形的有限条设置-个对应的Agent；(2)在每个Agent中设置链式结点知识容器和指针知识容器；(3)利用两个知识容器中的知识修正模型参数。

基本 Agent构架如下：Class Agent结点号 指针号 记录参数省略条件和痕迹结点知识推理机制规则容器知识修正驱动程序知识修正举例：在结点数据区中放置式(1)，(2)，(3)(4)(5)的运算式，式(1)的 l，(田)由式(6)给出 ：y(叼)CIsin(Ixrl/a)C2cos(Ixrl/a)Ch(tzrl/a)Cch(Ixrl/a)(6)由于 C，C：， ，G是 的表达式，且x/b r31，实际计算在 0.2时，C↑似 0.88， 近似 0.104，但根据专家知识 ，C，近似0.65，C2近似 0.31较好，故采用人工知识确定的方法。知识规则如下：if∈o.2 thenCl0.65，G-0.31，C30.22，C40.16if0.05

如果 匕述规则有问题，可以通过实验和专家建议进行数据调整171。

知识规则来源于试验和专家的实际经验，经专家知识修正后 ，更接近实际轧制过程。在得到较理想的模型后，对轧制过程的机理研究就有了扎实的基矗 (下转第256页)256 机 械 设计 与制 造No.7July.2013通过尺寸表的数据可以发现只有尺寸 H和日 发生了变化，据此收集这两种尺寸的偏差数据，其数据(表略)。

据此可将型号 200WQ250-1 1-15中的 H和 H2这两列偏差数据进行更改，并将其对应的容差和损失进行更改，用相同的方法进行计算 自感项和互感项 ，其计算(表略)。

此时总的质量损失为 93.872-10.49383.379元5结论从顾客不断变化的需求的角度出发 ，对多元质量损失函数进行了改进 ，形成了多元质量损失函数的增量式模型，并结合例子分析了此种改进方法的可行性，通过分析发现，该改进是可行的，它能通过多元质量损失函数部分参数的变化对顾客的需求做出及时的响应。