六角鋼管張力減徑過程仿真方法

　　本發明涉及一種六角鋼管張力減徑過程的數學建模及仿真方法，尤其涉及 一種關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數學模型及結合張力減徑過程特點進行模型的計算機數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變形工具，使經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機架，將荒管的管徑減少到所 要求的尺寸。現代化張力減徑軋機成型工藝是在非調節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的最后一組設備，是對鋼管質量影響最大的一個環節，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 降低生產成本有著重要的現實意義。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的工藝參數，依據張力減徑工藝設計所用的張力減徑過程 的傳統靜態數學模型，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模型十分必要。目前張力減徑機分布參數模型的研 究方法主要有兩種：一種是根據詳細的機理建立以有限元分析為基礎的復雜分 布參數模型;另一種是通過神經網絡等利用數據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，無法適應實際生產現場實時性的要求;而基于數據擬合的計算模型則脫離了工藝原理，模型的參數物理意義不明確，模型的有效性得不到保證。