塑性影响系数（精选三篇）
塑性影响系数 篇1
在冷轧薄带钢时,塑性系数误差过大会对控制系统的精度以及系统的稳定性造成不利的影响[1,2,3]。轧件塑性系数的计算主要有两种方法[4],一种是根据压力AGC的动态调节过程推导出塑性系数的计算公式;另一种方法是根据轧制过程中的压力变化量和辊缝变化量之间的关系推导出塑性系数的计算公式。下面分别进行推导。
1.1 由压力AGC动态调节过程推导轧件塑性系数计算公式
动态AGC控制的数学模型[5]如下:
undefined。 (1)
其中:ΔSk为第k次采样辊缝调节量,mm;ΔPk为第k次采样轧制力的变化量,N;KB为控制系统的增益值;Q为轧件的塑性系数,N/mm;M为轧机的刚度,N/mm。
由初始压力扰动ΔPd作用下动态AGC的调节过程[6]以及数学归纳法可以得到第n个采样周期时轧制力的变化量为:
undefined。 (2)
其中:ΔPΔSn-1为第n-1次辊缝调节引起的轧制力变化量,N。
将式(2)代入式(1)得到第n个采样周期辊缝的调节量为:
undefined。 (3)
式(3)为一等比数列,由此可得动态AGC厚度调节过程中辊缝的总位移量为:
undefined。 (4)
由式(4)就可以得到轧件塑性系数的计算公式为:
undefined。 (5)
由式(5)可知,采用该公式时轧件塑性系数的测试方法为:在压力锁定值ΔPd、轧机刚度M和控制系统的增益值KB已知的情况下,在低速轧制时投入AGC控制系统,控制系统将根据压力锁定值的变化量来调节辊缝,由辊缝仪或位移传感器测量出相应的辊缝改变值,将这个值以及其他已知参数代入式(5)中就可以得到轧件的塑性系数Q。由测试方法可知,这种测Q的方法是在AGC投入的条件下测得的。
1.2 由辊缝和压力之间的关系推导轧件塑性系数的计算公式
在控制系统数学模型中辊缝变化量ΔS和压力变化量ΔP呈如下关系:
undefined。 (6)
由式(6)解得:
undefined。 (7)
式(7)为日本神户计算轧件塑性系数的方法,这种测Q的方法是在AGC投入之前进行的。在APC(Automatic Position Control)的控制方式下,主动地改变辊缝值,导致轧制力变化,此时采用位移传感器测出辊缝,用压力传感器测出轧制力,将测得的辊缝和轧制力的变化量以及已知的轧机刚度值代入式(7)中即可计算出轧件塑性系数Q。该测试方法是在APC下完成Q的测试之后将Q值代入到AGC模型中再投入AGC控制系统。
2两个塑性系数计算公式的误差分析
将塑性系数的计算公式分别表述如下:
undefined。 (8)
undefined。 (9)
下面分析控制系统的增益值KB=1时两种计算轧件塑性系数公式的误差大小。同时对式(8)和式(9)两边分别除以M,得到下面的公式:
undefined。 (10)
undefined。 (11)
对式(10)、式(11)两边分别取微分得:
undefined。 (12)
undefined。 (13)
令undefined,则式(12)、式(13)可化为:
undefined。 (14)
undefined。 (15)
下面在Q/M为定值时(此处令Q/M=k),对两个计算公式的误差进行比较:
由式(10)、式(11)得:
undefined。 (16)
undefined。 (17)
将式(17)代入C表达式中得:
undefined。
即A=C,所以有MΔS+ΔP=ΔPd。
undefined。
由式(16)、式(17)可知:当k≤1时,ΔPd≥ΔP,所以有B≥D;当k>1时,有ΔPd<ΔP,所以有B
对式(14)、式(15)两边分别取绝对值,并由MΔS+ΔP=ΔPd得:
undefined。 (18)
undefined。 (19)
由式(18)、式(19)以及各变量之间的正负关系可知,当k=Q/M>1时,误差undefined;当k=Q/M≤1时,误差undefined。
在实际应用过程中,特别是在冷轧时,轧件的塑性系数值很高,Q/M值远大于1,因此,式(8)测得的Q值比式(9)测得的误差小得多,因此在实际应用中式(8)的精度比式(9)的高。
3实验验证
3.1 实验条件
实验是在冶金设备设计理论及技术山西省重点实验室的四辊可逆式冷轧机上进行的,压下系统采用的是液压压下,轧机工作辊直径为Φ110 mm,支撑辊直径为Φ220 mm,轧机的刚度为1 007 kN/mm,试样采用的是1.6 mm的薄带钢,宽度有300 mm和200 mm两个系列,控制系统的增益值KB=1.0,压力锁定值的增量是2.5×104 N。四辊轧机的实验数据见表1。
3.2 实验数据分析
对于宽度为300 mm的带钢,由式(8)计算得到的Q1的最大值与最小值之差为:
Q1max-Q1min=1 140.5-1 056.2=84.3 kN/mm。
式(9)计算的Q2最大值与最小值之差为:
Q2max-Q2min=1 415.1-1 229.3=185.8 kN/mm。
在实验数据测试完成之后,将计算出的Q值分别输入到动态AGC恒压力控制系统中。设定轧制力为420 kN时,当采用Q=1 090 kN /mm时,轧制力最大偏差为4.83 kN;当Q=1 300 kN /mm时,轧制力最大偏差为6.72 kN 。
4结论
比较由压力AGC参数方程推导出的轧件塑性系数的计算公式与由辊缝变化和压力变化之间的关系推导得出的塑性系数的计算公式,理论和实验均证明在冷轧机控制系统上前者的误差更小,计算精度更高。以本文中的式(8)为计算模型时,只需要由辊缝仪测量出辊缝的变化量即可计算出轧件的塑性系数;而以式(9)为计算模型时,需要测量出辊缝的变化量和压力的变化量才能计算出轧件的塑性系数,因此采用式(8)更简单、精确。
摘要：在冷轧薄带钢和带钢平整时,轧件的塑性系数的准确性直接关系到控制系统的稳定性和带钢成品的质量。根据压力AGC控制系统的原理,得出了轧件塑性系数的计算公式,并将该公式与根据辊缝变化量和压力变化量之间的关系推导出的塑性系数的计算公式进行误差大小的比较,证明了由AGC参数方程得出的轧件塑性系数的计算精度较一般方法高,并经实验证实了理论分析的正确性。
关键词：压力AGC,塑性系数,误差,辊缝
参考文献
[1]Dutton k,Groves C N.Self-turning control of a cold millautomatic gauge control system[J].International Journal ofControl,1996,65(4):573-5.
[2]张进之.压力AGC系统参数方程及变刚度轧机分析[J].冶金自动化,1984,8(1):24-31.
[3]张进之,马鹏翔,胡松涛.采用DAGC方法改进引进的厚度控制数学模型的研究与实践[J].冶金自动化,2009,32(5):42-45.
[4]张文雪,张殿华,闫丹,等.模型参数对压力AGC品质的影响分析[J].材料与冶金学报,2009,8(3):209-212.
[5]张进之,张宇.板形板厚的数学理论[J].冶金设备,2002,6(3):4-8.
纵波反射系数影响因素分析 篇2
纵波反射系数影响因素分析
在介绍Zoeppritz方程及其近似方程的基础上,通过编制程序设定不同的参数来绘制出在密度差异、P波速度差异及泊松比差异下反射系数变化的曲线,并对所绘制的`曲线进行分析,总结出三种差异对反射系数变化的影响情况.
作 者：彭通 徐平Peng Tong Xu Ping 作者单位：安徽煤田地质局物探测量队,安徽省宿州市,234000刊 名：现代矿业英文刊名：MODERN MINING年，卷(期)：“”(8)分类号：P631.4+25关键词：Zoeppritz方程 近似方程 反射系数
烟包摩擦系数检测及影响因素 篇3
早先在低速卷包设备上进行包装时，并未强制要求使用检测仪器检测烟包摩擦系数，通常采用经验判定法，即将随机抽取的烟包裁成合适大小，正面对正面，正面对背面，用大拇指与中指轻轻夹住并搓动，感觉两表面相互移动时的滑爽程度，生产与检测人员凭借经验进行判定，即使判定结果有些波动，卷烟厂一般也都能使用。
然而，自卷烟厂持续技改并普遍使用速度为1000包/分钟的超高速卷包设备后，烟包摩擦系数对卷包设备包装速度与效率的影响越来越大，轻微波动就可能严重影响烟包上机包装的速度与质量，以及物料的消耗。因此，烟包摩擦系数便被纳入烟包质量验收标准，受到卷烟厂的广泛重视与严格关注。
本文中，笔者探讨了烟包摩擦系数的仪器检测方法及影响因素，希望能对烟包印刷企业的实际生产起到指导作用。
仪器检测方法
1.样品的抽取与制备
以我公司稳定生产的同批次产品为样本，同时根据我公司生产产品的特点及批量大小，分别选择表面水性上光、UV上光以及网印雪花油墨、皱纹油墨的产品作为对比样品。
采用随机抽样法，随机从待包装产品中抽取10扎，再分别从这10扎的不同位置各抽取2张，打乱抽取次序并做好标识后放入密封袋中。抽取的样品要求平整，表面无磨花、破损以及折皱，为正常的合格品。样品放置于温度23±1℃、相对湿度50±2%的环境中，平衡24小时以上，保证水分含量为6.5±1.0%。随后，统一采用边长为63.2mm的正方形模切版制备样品，保证每一个样品的尺寸一致，且边缘干净、整洁。
2.检测仪器与方法
检测仪器为美国TMI 32-7型摩擦系数仪和济南兰光MXD-01型摩擦系数仪。测试滑块重量为200±2g，滑块尺寸为63mm×63mm，对比运行速度为100±10mm/ min，滑块行程为150mm。
按照检测仪器的操作要求，启动仪器并预热5分钟，将样品与滑块四边对齐，样品的印刷面与检测仪器金属平台相对，滑行方向与受力方向一致，然后无冲击地将样品放在检测仪器金属平台上，滑块挂钩置于检测导杆孔内，轻轻对正放置，确保测力系统刚好不受力。待样品与检测仪器金属平台接触15秒后，按下检测键，检测仪器进行自动检测，滑块带着样品进行滑动，测力系统受力并记录检测值，检测仪器自动计算本次检测的摩擦力和动静摩擦系数。
检测结果分析
1.同批次产品不同纸张纤维方向和不同检测速度检测结果的比较
图1为表面水性上光的产品在不同条件下的检测结果（检测仪器为美国TMI 32-7型摩擦系数仪）。其中，最下面两条曲线表示在相同检测速度下同批次产品纸张纤维方向与滑块运动方向平行（MD）或垂直（CD）时的检测结果，结果表明，纸张纤维方向对烟包动静摩擦系数的影响很小，可视为基本一致；上面三条曲线表示在不同检测速度下的检测结果，结果表明，随着检测速度的加快，烟包动静摩擦系数会随之升高，但升高的程度不如速度提高得快。
2.相同检测条件不同产品表面检测结果的比较
烟包生产工艺复杂，不同的产品具有不同的表面整饰效果，同一家卷烟厂的设备在不同时间使用不同表面整饰效果的烟包时，均要求烟包摩擦系数满足包装生产。
为此，用检测仪器对表面水性上光、UV上光以及网印雪花油墨、皱纹油墨等不同表面整饰效果的产品在相同检测条件下进行了检测（检测仪器为美国TMI 32-7型摩擦系数仪），结果如图2所示。可以看出，4种不同表面整饰效果烟包的动静摩擦系数检测值各不相同，这与产品的实际应用和烟包印刷企业的控制密切相关。因此，烟包印刷企业应保证不同烟包产品的动静摩擦系数与其在卷烟厂所用卷包设备相适应。
3.相同产品不同检测仪器检测结果的比较
不同卷烟厂的质量要求与检测仪器也不尽相同。为此，笔者在检测烟包摩擦系数时分别使用了美国TMI 32-7型摩擦系数仪与济南兰光MXD-01型摩擦系数仪，并使用了相同的检测方法与参数，检测结果如图3所示。结果显示，国产仪器的检测值比进口仪器的检测值略大，但基本稳定一致，这可能与检测仪器的自身性能有关。
虽然在不同检测仪器上进行检测时，烟包摩擦系数存在偏差，但只要产品生产过程稳定，检测条件与方法一致，检测仪器重复性良好，烟包印刷企业通过不断验证检测结果以及控制烟包实际包装质量，同样可以摸索出烟包摩擦系数与包装质量之间的关系，并以此制定出企业内部的烟包摩擦系数质量控制标准。当然，在卷烟厂要求包装材料同质化的当下，尤其是需要与卷烟厂进行烟包动静摩擦系数检测结果比对时，选择相同型号的检测仪器无疑能提高烟包印刷企业的竞争优势。
烟包摩擦系数影响因素
1.表面整饰材料
表面整饰材料的种类、配比以及助剂的种类会对烟包摩擦系数产生一定影响。例如，对于UV光油中树脂的成膜特性以及助剂的选择应十分慎重，稍有不慎就可能导致UV上光的烟包表面发涩、摩擦系数偏高，甚至出现粘滑现象，或者刚好出现相反的情况，如表面太滑、起水雾、柔韧性差等问题。
另外，表面整饰材料的耐高温性也至关重要。由于卷包设备在包装过程中需要升温加热，而且在高速运行状态下通道的温度也不低，这就要求烟包表面整饰材料具有一定的耐高温性，确保表面不会受热发黏，不明显改变摩擦系数。
2.生产工艺
生产工艺主要是指烟包表面的干燥程度，干燥不充分的烟包表面不仅不足以抵抗擦花，而且由于表面黏性的存在，还会导致摩擦系数偏大。
3.卷包设备性能
卷烟厂卷包设备的新旧程度不一样，其要求的烟包动静摩擦系数也不一样，卷包速度越快，对烟包动静摩擦系数的要求越高。因此，烟包印刷企业要了解卷烟厂所用卷包设备的类别和型号，有针对性地进行监督控制，做到有的放矢。
例如，根据烟包在不同客户卷包设备上的实际使用结果，我公司将烟包动静摩擦系数的企业标准制定为动摩擦系数控制范围为0.10～0.30，静摩擦系数控制范围为0.15～0.35，针对不同的客户和产品，制定控制范围更窄的具体要求，如“白沙（精品一代）”烟包，长沙卷烟厂使用最高速度为1000包/分钟的高速卷包设备，动摩擦系数控制范围为0.10～0.20，静摩擦系数控制范围为0.15～0.25；四平卷烟厂使用最高速度为380包/分钟的低速卷包设备，则动摩擦系数控制范围为0.15～0.25，静摩擦系数控制范围为0.20～0.30。
总之，为保证烟包摩擦系数符合卷烟厂需求，在烟包生产过程中烟包印刷企业应加大产品品质监控，发现问题及时处理，确保产品外观与使用适性符合技术质量标准，同时对原辅材料供应商提出相应的标准要求。这样一来，一旦烟包在生产过程中发生任何技术偏离，烟包印刷企业就可以一边对生产工艺参数进行调整，一边从原辅材料的使用特性入手进行解决。此外，有条件的烟包印刷企业应尽量与卷烟厂使用相同的检测仪器、检测参数以及检测方法，同时保证经常比对检测结果。