(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111400599.4 (22)申请日 2021.11.19 (71)申请人 太原理工大 学 地址 030024 山西省太原市迎泽西大街79 号 (72)发明人 郝平菊　刘元铭　王涛　王振华　 和东平　王振国　黄庆学　 (74)专利代理 机构 太原申立德知识产权代理事 务所(特殊普通 合伙) 14115 代理人 程园园 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种波纹辊轧制金属复合板的轧制力预测 方法 (57)摘要 本发明公开了一种波纹辊轧制金属复合板 的轧制力预测方法， 属于复合板轧制技术领域。 通过获取所需的复合板轧制工艺参数， 计算轧制 过程的压 下量Δh和变形区入口位置l， 计算波纹 辊与和与难变形金属之间的剪切摩擦力τ1、 平 辊和易变形金属之间的剪切摩擦力τ2， 难变形 金属未发生塑性变形之前与易变形金属之间的 剪切摩擦力τ3； 然后再根据轧制工艺规程数据 和变形区板坯受力特点， 对变形区进行分区， 计 算各个分 区n(n＝Ⅰ，Ⅱ，……)的轧制应力pn(x)， 计算各个分区n的单位宽度轧制力Pn， 最后计算 整个轧制变形区的总轧制力P。 提供一种计算时 间短、 成本低、 灵活性好且能够综合诸多参数影 响规律的轧制力预测方法。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 114169152 A 2022.03.11 CN 114169152 A 1.一种波纹辊轧制金属复合板的轧制力预测方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤1： 按照某 道次轧制工艺 规程数据分别获取 所需的复合板轧制工艺 参数； 步骤2： 计算轧制过程的压下量Δ h和变形区入口位置l； 步骤3： 计算波纹辊与难变形金属之间的剪切摩擦力τ1、 平辊与易变形金属之间的剪切 摩擦力 τ2， 难变形金属未发生塑性变形之前与易变形 金属之间的剪切摩擦力 τ3； 步骤4： 根据轧制工艺规程数据和变形区板坯受力特点， 对变形区进行分区， 各个分区 从出口开始 依次命名为 Ⅰ，Ⅱ，……， 所获分区的总个数随轧制工艺 不同而不同； 步骤5： 计算各个分区n(n ＝Ⅰ，Ⅱ，……)的轧制应力pn(x)； 步骤6： 计算各个分区n的单位宽度轧制力Pn； 步骤7： 计算整个轧制变形区的总轧制力P。 2.根据权利要求1所述的一种 波纹辊轧制金属复合板的轧制力预测方法， 其特征在于： 所述步骤1中所需的复合板轧制工 艺参数包括与波纹辊接触的难 变形金属的入口厚度h1i和 等效出口厚度h1o， 与平辊接触的易变形金属的入口厚度h2i和等效出口厚度h2o， 难变形金属 和易变形金属的宽度b， 难变形金属和易变形金属的入口张力σ1i和σ2i， 复合板出口张力σo， 波纹轧辊 的名义半径和平轧辊 的半径R， 波纹辊型的振幅A， 波纹轧辊上完整波个数N， 波纹 辊与难变形金属之间摩擦因数m1、 平辊与易变形金属之间的摩擦因数 m2， 难变形金属和易变 形金属之间的摩擦因数m3。 3.根据权利要求1所述的一种 波纹辊轧制金属复合板的轧制力预测方法， 其特征在于： 所述步骤2计算轧制过程的压下量Δh和变形区入口位置l具体是根据 板坯入口厚度 h1i、 h2i 和出口厚度h1o、 h2o计算， 具体为： Δ h＝h1i+h2i‑h1o‑h2o， 4.根据权利要求1所述的一种 波纹辊轧制金属复合板的轧制力预测方法， 其特征在于： 所述步骤3： 计算波纹辊与难变形金属之间的剪切 摩擦力 τ1、 平辊与易变形金属之间的剪切 摩擦力 τ2， 难变形金属未发生塑性变形之前与易变形 金属之间的剪切摩擦力 τ3； 具体如下： τ1＝m1ke， τ2＝m2ke， τ3＝m3k2， ho＝h1o+h2o， hi＝h1i+h2i， 其中ke是复合板的 等效剪切屈服强度， hi和ho是复合板等效入口和出口厚度， k1和k2分别是难变形金属和易变 形金属的剪切 屈服强度。 5.根据权利要求1所述的一种 波纹辊轧制金属复合板的轧制力预测方法， 其特征在于： 所述步骤5： 计算各个分区n(n ＝Ⅰ，Ⅱ，……)的轧制应力pn(x)； 还包括以下步骤： 步骤5.1： 建立直角坐标系， 确定并标记变形区板坯与波纹辊接触 弧上各个分区之间的 任意分界点d， 确定各分界点d的横坐标xd和纵坐标yd的表达式； 步骤5.2： 确定各分区n的形状参数an和bn的表达式； 步骤5.3： 根据各分区的静力平衡方程、 塑性条件、 应力边界条件和摩擦条件， 分别计算 各分区轧制应力pn(x)。 6.根据权利要求1所述的一种 波纹辊轧制金属复合板的轧制力预测方法， 其特征在于： 所述步骤5.1： 建立直角坐标系， 确定并标记变形区板 坯与波纹辊接触弧上各个分区之间的权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114169152 A 2任意分界点d， 确定各分界点d的横坐标xd和纵坐标yd的表达式， 具体如下： 以上下轧辊中心连线作为y轴， y轴正方向向上， 以复合板等效出口厚度的中心水平线 为x轴， x轴正方向为轧制逆方向， 两轴的交点 为原点O， 建立 直角坐标系； 各分区间的任意分界点d的坐标为xd＝ρdsinθd， d＝(d1、 d2、 d3、 ......)； ρd是分界点d所对应的实际波纹辊半径， 根据波纹辊具体波形和d点位置确定； θd是分界点d所在位置的咬入角， R是波纹轧辊的名义半径和平轧辊的半径。 7.根据权利要求1所述的一种 波纹辊轧制金属复合板的轧制力预测方法， 其特征在于： 所述步骤5.2： 确定各分区n的形状参数an和bn的表达式， 具体如下： bn＝ynd‑anxnd， nd和n(d+1)分别代表与分区n左右相 邻的波峰点和波谷 点， ynd和yn(d+1)表示该区左右相邻的波峰点和波谷点的纵坐标， xnd和xn(d+1)表示该区左右相 邻的波峰点和波谷点的横坐标。 8.根据权利要求1所述的一种 波纹辊轧制金属复合板的轧制力预测方法， 其特征在于： 所述步骤5.3： 根据各分区的静力平衡方程、 塑性条件、 应力边界条件和摩 擦条件， 计算各区 轧制应力pn(x)， 具体如下： (1)若分区n沿着轧制方向经历波谷点， 则当该区计算参数A0n为负值时， 该分区n内的轧 制应力pn(x)为； 当该区计算 参数A0n为正值时， 该分区n内的轧制应力pn(x)为； 其中， A0n＝‑R(Ran2‑2b0n‑ho)， 若计算区域内只有易变形金属屈服， 而难变形金属未屈 服， 则参数b0n＝bn‑h1i； 若计算区域内两层金属都已屈服， 则参数b0n＝bn， En＝‑2[(‑1)z2τ2an‑ke]， Bn＝(‑1)z2τ2(2Ran2‑2bn‑ho+R)+(‑1)z1Rτ1(an2+1)， Cn为积分常数， 由对应边界条件确定； z2是与τ2方向有关的参数， 若分区n内τ2与x轴方向相同则z2为偶数， 反之则z2为奇数； z1是与τ1方向有关的参数， 若某分区n内τ1与x轴方向相同则z1为偶数， 方向相反则z1为奇 数； (2)若分区n沿着轧制方向经历波峰点， 则该分区n内的轧制应力pn(x)为，权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114169152 A 3