计算得出,mm2/N;V为泊松常数;E为轧辊的弹性模量,N/mm2。
其中式(1)和式(4)中的轧制力和轧辊的弹性压扁半径相互耦合,在计算过程中需要进行多次迭代计算,计算时间比较长,计算效率相对较低,在这里对其进行显示化处理[5,6],处理后的计算模型如下:
式中,a1、a2、a3、a4、a5、a6为计算过程的中间变量,te为张力影响系数。
其中在进行简化处理的过程中,将计算轧制过程中平面影响系数的式(2)分别分解为与压下相关的式(9)、与轧件的动态变形抗力相关的式(10)、与摩擦系数相关的式(11)进行计算。
2.2动态变形抗力模型
在钢材冷变形过程中,变形量较小,所以在加工硬化的作用下,随着变形程度的增加变形抗力剧烈增加。根据冷轧过程的特点,钢的静态变形抗力主要与相应的累积变形程度有关。为了更加精确地计算轧件的变形抗力,在计算过程中考虑了轧件的变形速率对变形抗力的影响,计算出轧件的动态变形抗力。计算过程如下:
式中,kp为轧件的动态变形抗力,N/mm2;K为轧件的变形抗力,N/mm2; R为工作辊半径,mm;H为轧件入口厚度,mm;h 为轧件的出口厚度,mm;为
轧制速度,[m/min];I、m、n为轧件静态变形抗力计算系数;eps为轧件累积真应变,mm;srt为轧件本道次的累积平均应变;srtp为计算应变系数;ramd、nk为轧件动态变形抗力计算过程的中间变量。K为轧件的静态变形抗力系数,N/mm2;为轧制过程中轧件的道次压下率;H0为钢板的来料厚度,mm。
2.3摩擦系数模型
冷轧时轧辊和轧件接触面上的摩擦系数对冷轧生产的影响很大,它主要与工艺润滑剂的性能有直接关系。另外,轧制速度、轧辊表面粗糙度、轧辊轧制的带钢长度、压下量等因素的变化均会引起摩擦系数的变化。