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基于余弦速度场的厚板轧制力能参数建模

哈尔滨工业大学学报 2021年第8期53卷 116-124页

作者：邓磊章顺虎苏州大学沙钢钢铁学院江苏苏州215021

为建立一个预测精度可靠的轧制力模型,根据轧件变形时金属流动的特点提出了一个余弦速度场,并基于该速度场进行了相应的能量解析。该速度场能够严格满足体积不变条件、出入口速度边界条件以及几何方程,较好地满足了运动许可条件。建模... 详细信息

为建立一个预测精度可靠的轧制力模型,根据轧件变形时金属流动的特点提出了一个余弦速度场,并基于该速度场进行了相应的能量解析。该速度场能够严格满足体积不变条件、出入口速度边界条件以及几何方程,较好地满足了运动许可条件。建模过程中,基于分矢量内积加和法导出了轧制内部变形功率,解决了非线性Mises比塑性功率带来的积分问题。同时,基于该速度场也导出了摩擦功率、剪切功率的数学表达式。在此基础之上,依据刚塑性变分原理获得了轧制力能参数的解析模型。利用国内某厂现场轧制数据对建立的轧制力模型进行了验证。结果显示,各道次轧制力预测值与实测值的误差均在7.55%以内,具有较高的精度。将所建模型与经典的Sims模型和Tselikov模型进行了对比,也显示了较好的优越性。此外,为了研究厚板轧制过程中的参数变化规律,本文也先后分析了压下率、形状因子、摩擦因子、径厚比、轧辊半径对应力状态系数和中性点位置的影响。

关键词：厚板轧制力余弦速度场解析模型分矢量内积加和法

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GM准则解析无缺陷弯管的塑性极限载荷

东北大学学报（自然科学版） 2011年第11期32卷 1570-1573页

作者：章顺虎赵德文高彩茹东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

用GM(几何中线)屈服准则,对受内压作用无缺陷弯管进行塑性极限分析,求得极限载荷的解析解.该解为弯管壁厚t、平均半径r、曲率半径R0以及屈服强度的函数;极限载荷随着R0值的增大而增大,当R0→∞时,计算出的塑性极限载荷与直管的爆破压力... 详细信息

用GM(几何中线)屈服准则,对受内压作用无缺陷弯管进行塑性极限分析,求得极限载荷的解析解.该解为弯管壁厚t、平均半径r、曲率半径R0以及屈服强度的函数;极限载荷随着R0值的增大而增大,当R0→∞时,计算出的塑性极限载荷与直管的爆破压力相同.与Tresca,Mises和TSS屈服准则预测的极限载荷比较表明,Tresca屈服准则预测极限载荷的下限,TSS屈服准则预测极限载荷的上限,GM准则预测的极限载荷恰居二者中间,最明显的特点是该解具有与Mises准则几乎相同精度的求解结果.

关键词： GM准则弯管曲率半径塑性极限载荷解析解

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基于卷积神经网络的热轧薄板力学性能建模

精密成形工程 2022年第3期14卷 1-7页

作者：章顺虎车立志田文皓李言苏州大学沙钢钢铁学院江苏苏州215021

目的为了提高热轧薄板力学性能的预测精度,采用大数据与卷积神经网络相结合的方式建立高精度的预测模型。方法建模前,对工业大数据进行预处理,包括去除异常值、聚类、均衡数据以及归一化,以得到高质量的数据集。同时,采用贡献权重法对... 详细信息

目的为了提高热轧薄板力学性能的预测精度,采用大数据与卷积神经网络相结合的方式建立高精度的预测模型。方法建模前,对工业大数据进行预处理,包括去除异常值、聚类、均衡数据以及归一化,以得到高质量的数据集。同时,采用贡献权重法对输入参数进行筛选,去除弱相关的变量以降低模型的复杂程度。在此基础上,采用LeNet-5结构建立卷积神经网络并优化模型的超参数。结果最终建立了热轧薄板力学性能预测模型,该模型对屈服强度的预测误差基本保持在−7%~8.5%,对抗拉强度的预测误差基本保持在−5%~6%,表现出较高的预测精度。结论将卷积神经网络模型与传统的BP神经网络模型进行了预测对比,发现卷积神经网络能够利用其局部连接的优势给出更高的预测精度。

关键词：热轧薄板卷积神经网络大数据力学性能

变分法解析中厚板轧后连续冷却正规阶段温度场

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东北大学学报（自然科学版） 2012年第11期33卷 1582-1585页

作者：章顺虎赵德文高彩茹王艳东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳100819

基于里兹不稳定温度场泛函,应用变分法求泛函极值,首次获得了中厚板轧后冷却正规阶段温度场的变分解,该解为抛物线型分布.该解与分离变量法获得的解析解及有限差分解比较表明,该解对分离变量法获得的解析解及有限差分解具有较高的逼近程... 详细信息

基于里兹不稳定温度场泛函,应用变分法求泛函极值,首次获得了中厚板轧后冷却正规阶段温度场的变分解,该解为抛物线型分布.该解与分离变量法获得的解析解及有限差分解比较表明,该解对分离变量法获得的解析解及有限差分解具有较高的逼近程度,误差均不超过6℃.同时推导出了平均温度,平均冷却速率,平均温度出现位置,心表温差以及冷却到容许误差所需要时间的解析式.最后通过实例证明了所获变分解的可靠性.

关键词：中厚板正规阶段温度场泛函变分法

显微组织对新型热轧纳米析出强化钢断裂韧性的影响

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金属学报 2013年第12期49卷 1501-1507页

作者：孙茜王晓南章顺虎杜林秀邸洪双沈阳飞机工业(集团)有限公司沈阳110034 苏州大学沙钢钢铁学院苏州215021 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819

以抗拉强度700和780 MPa级新型热轧纳米析出强化钢为研究对象,通过裂纹尖端张开位移法实验评价其断裂韧性,探讨显微组织类型、大角度晶界、位错密度及纳米尺寸析出物对断裂韧性的影响机理.结果表明,实验温度为室温、-10和-30℃时,700 MP... 详细信息

以抗拉强度700和780 MPa级新型热轧纳米析出强化钢为研究对象,通过裂纹尖端张开位移法实验评价其断裂韧性,探讨显微组织类型、大角度晶界、位错密度及纳米尺寸析出物对断裂韧性的影响机理.结果表明,实验温度为室温、-10和-30℃时,700 MPa级钢的条件启裂值δ_(Q0.2BL)和δ_(0.2)均大于780 MPa级钢,700 MPa,级钢的断裂韧性优于780MPa级钢.700 MPa级钢与780 MPa级钢的显微组织差异主要包含4个方面:(1)700 MPa级钢的显微组织以铁素体为主,而780 MPa级钢的显微组织以贝氏体铁素体为主;(2)700 MPa级钢中的碳化物形态为颗粒状或短棒状,而780 MPa级钢中的碳化物以长条状为主;(3)780 MPa级钢的位错密度显著高于700 MPa级钢;(4)700和780 MPa级钢中的大角度晶界比例分别为85.6%和76.8%.因此,提高铁素体体积分数和大角度晶界比例、细化碳化物尺寸及降低位错密度可有效提高钢板的断裂韧性;700和780 MPa级钢显微组织中粗大析出物(Nb,Ti)CN及晶界析出物会使钢板韧性恶化,铁素体或贝氏体基体上半共格析出的纳米尺度(Nb,Ti)C对韧性损害较小.

关键词：超高强钢断裂韧性显微组织纳米析出

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基于深度学习的带钢精轧过程自由宽展预测

中国冶金 2022年第11期32卷 121-127页

作者：张峥仲兆准李阳章顺虎苏州大学沙钢钢铁学院江苏苏州215100

为提高带钢精轧过程宽度的控制精度,以实际生产数据为驱动,建立深度学习网络模型,对自由宽展进行预测。采用拉伊达准则对实际生产数据进行清洗,对清洗后的数据进行相关性分析,并提取相关系数大于给定阈值的特征。基于预处理后的特征数据... 详细信息

为提高带钢精轧过程宽度的控制精度,以实际生产数据为驱动,建立深度学习网络模型,对自由宽展进行预测。采用拉伊达准则对实际生产数据进行清洗,对清洗后的数据进行相关性分析,并提取相关系数大于给定阈值的特征。基于预处理后的特征数据,对深度学习网络进行训练,建立自由宽展预测模型。针对测试实例,分别采用该模型与传统数学模型进行预测,并从均方误差、最大偏差以及误差分布等多个方面进行对比分析。结果表明,所建立的深度学习预测模型,具有更高的预测精度和更好的性能指标。

关键词：深度学习带钢精轧自由宽展数据清洗相关性分析预测模型

MY准则解线性和均布载荷下简支圆板的极限载荷

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东北大学学报（自然科学版） 2012年第7期33卷 975-978页

作者：章顺虎赵德文王力黄鑫东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819 沈阳第一机床厂辽宁沈阳110142

用平均屈服(MY)准则,对受线性和均布载荷共同作用下的简支圆板进行塑性极限分析,求得了2种载荷形式下极限载荷的解析解.两解析解均为圆板半径a,切向应力最大点半径r0以及极限弯矩的函数.第一种形式的计算结果与Tresca,Mises和TSS屈服准... 详细信息

用平均屈服(MY)准则,对受线性和均布载荷共同作用下的简支圆板进行塑性极限分析,求得了2种载荷形式下极限载荷的解析解.两解析解均为圆板半径a,切向应力最大点半径r0以及极限弯矩的函数.第一种形式的计算结果与Tresca,Mises和TSS屈服准则预测的极限载荷比较表明,Tresca屈服准则预测极限载荷的下限,TSS屈服准则预测极限载荷的上限,MY准则预测的极限载荷居二者中间,并靠近Mises解.另外还讨论了圆板半径对切向应力最大点半径的影响规律.

关键词： MY准则线性和均布载荷简支圆板极限载荷解析解

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线性和均布载荷下简支圆板的极限载荷

东北大学学报（自然科学版） 2012年第4期33卷 524-527页

作者：章顺虎赵德文宋红宇高彩茹东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

首次用加权余量法和Mises屈服准则对受线性和均布荷载共同作用下的简支圆板进行极限载荷分析,选择了3个不同的试函数,求得了极限载荷的解析解.该解为圆板半径和极限弯矩的函数,且随着圆板半径的增大而减小.结果表明,Tresca预测极限载荷... 详细信息

首次用加权余量法和Mises屈服准则对受线性和均布荷载共同作用下的简支圆板进行极限载荷分析,选择了3个不同的试函数,求得了极限载荷的解析解.该解为圆板半径和极限弯矩的函数,且随着圆板半径的增大而减小.结果表明,Tresca预测极限载荷的下限,TSS屈服准则预测极限载荷的上限,加权余量法预测的极限载荷均居于二者中间.

关键词：加权余量法线性和均布荷载简支圆板极限载荷解析解

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用GM屈服准则解析薄壁筒和球壳的极限载荷

东北大学学报（自然科学版） 2012年第4期33卷 521-523,532页

作者：赵德文张雷章顺虎李秀玲东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

首次将GM(几何中线)屈服准则应用于内压薄壁圆筒和球壳的塑性极限分析,获得了解析解.薄壁筒和球壳极限载荷均为壁厚、内径及材料屈服极限的函数.屈服极限越高、壁厚越大,内径越小,极限载荷越大.与Mises准则、双剪应力准则(TSS)和Tresca... 详细信息

首次将GM(几何中线)屈服准则应用于内压薄壁圆筒和球壳的塑性极限分析,获得了解析解.薄壁筒和球壳极限载荷均为壁厚、内径及材料屈服极限的函数.屈服极限越高、壁厚越大,内径越小,极限载荷越大.与Mises准则、双剪应力准则(TSS)和Tresca准则相比,GM准则解居于TSS和Tresca解之间且靠近Mises解,恰好对应误差三角形中线.按GM准则计算的极限载荷随厚径比的增加而线性增加.

关键词： GM屈服准则薄壁圆筒球壳内压极限载荷