轧钢工艺计算机仿真研究

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摘要：随着市场经济的发展，轧钢产业竞争越来越激烈，轧钢企业需要提高生产效率和生产的多样性，在原有机组的基础上生产更多规格的钢种满足市场需求。计算机仿真技术发挥了重要的作用，有利于解决轧钢产业生产中的难题。本文主要探讨轧钢工艺中的计算机仿真技术，为轧钢工艺的实际操作提供一定的参考。

关键词：轧钢工艺；计算机仿真；计算机技术

轧钢工艺与计算机仿真密切相关，不管是产品设计还是制造环节，都需要应用计算机仿真技术。通过计算机仿真技术的应用，有助于减少产品开发周期，节约生产费用，从而降低企业的损失，并且在一定程度也有利于提高轧钢产品的质量。随着科学技术的发展，计算机仿真的应用领域不断拓展，应用范围更加广泛，尤其是在传统制造领域，计算机仿真有特殊的作用，在轧钢工艺中应用计算机仿真十分必要。

1计算机仿真技术

在轧钢工艺中，计算机仿真技术发挥着重要的作用，对产品设计和生产制造有重要的意义。计算机仿真技术是一门多学科的综合性技术，利用计算机科学和技术的成果，为被仿真的系统建立模型，在一定条件下对模型进行动态实验。计算机仿真技术充分应用信息技术、系统论、控制论、相似原理等，再现系统的性能特征、动态行为和状态，实现对系统配置和性能的合理性分析，预测可能存在的缺陷，为系统的进一步完善提供参考。计算机仿真技术具有可重复使用、灵活、安全、实用等优势，广泛应用于复杂系统工程的设计、实验中。计算机仿真技术的发展经历了模拟实验、数字化仿真、图像化仿真、虚拟现实技术的阶段，不断优化更新，在航天军事、天气预报、电力工业、石油化工、模拟驾驶器等行业都有应用。当前，计算机仿真技术在制造业中的地位越来越重要，在利用计算机技术的同时，从重视和人工智能的相结合，到现在重视面向对象技术和图像技术的结合[1]。 系统仿真是一个相对复杂的过程，是一系列环节的组合，利用计算机进行动态模拟实验。进行计算机系统仿真首先要确定研究背景，说明研究内容，建立系统模型，然后整理资料，描述条件进行合理假设。利用实际数据进行仿真模拟实验，修正数学模型，提高算法的精度。最后分析仿真结果，对比实际系统的输出和仿真系统实验的计算差距，修改优化参数，满足使用需求。计算机仿真计算的关键技术有面向对象的仿真、分布交互仿真、智能仿真、人机和谐仿真等[2]。仿真技术伴随计算机技术的发展而发展，过去没有计算机的阶段，以物理模型为基础进行模拟实验。 

2轧钢工艺中计算机仿真的应用

2.1计算机仿真软件

制造业是国民经济的支柱产业，对社会经济的发展有重要的意义。制造业包括制造各种型材、机械制造等。我国改革开放不断深入，市场经济逐渐成熟，制造业领域产业竞争压力不断加大，需要有物美价廉的产品，能够满足客户的要求，提供最优的产品服务，才能在竞争中有良好的优势[3]。因此，制造业需要应用计算机仿真技术。一体化制造系统仿真软件是其中一种仿真软件，可以在车间设计和分析中建模和仿真，在应用中能够自动生成离散事件仿真模型并进行仿真操作。使用表格的形式，能够将制造车间的生产计划和工艺路径输入到仿真软件中，同时读入工艺规划的模块。为减少产品的设计和开发周期，制造企业会在加工过程中使用仿真器。计算机集成制造系统（CIMS）中强调计算机辅助设计和制造的集成，使用CAD输出产品设计，然后通过网络的作用，能够直接向计算机辅助加工工艺规划系统传送，产生刀位痕迹。在切削加工真实的零件前，需要首先进行一次试切削，确保NC代码的正确性，以及加工工艺的合理性。这一过程就会将真实的零件，用木模代替，成本高，而且延长了开发周期。 

2.2计算机仿真技术的实际应用

轧钢工业在现场生产中，小规格圆钢在冷床的运动方式不同于一般圆钢，两种生产存在较大的差异，需要分析研究冷床的基本原理和结构。为探究生产工艺的合理性，依据相关信息，在计算机上建立运动模型，然后进行仿真实验。仿真实验结果显示，可以使用现有的冷床生产最小规格的圆钢。研究中使用步进回转式冷床，这种冷床的齿板有U型齿板、V型齿板。圆钢的步进运动就是利用齿板的相互错动，并且能够绕着自身轴进行旋转。通过仿真实验研究这一结构中可能出现的问题，从理论角度进行分析。其中一个重要的问题是，在翻过V形齿轮的第二个齿峰中，半径小的圆钢可能在此过程中，不能接触第二个V形齿的左壁，导致翻钢中的不稳定，出现冷却不均匀的问题。小圆钢和V形齿的第二齿峰相切或者相交，V形齿向上向后，U形齿向下向前，会出现翻钢。根据操作中的规格和磨损情况，开展仿真实验。仿真实验中，建模和仿真选择不同型号的圆钢进行分析。正常情况下分析90号圆钢，通过仿真计算，确定小圆钢在冷床运动的结果，效果好，冷却稳定。选择75号钢进行仿真分析，结果显示稳定性相对较差，但冷却效果最佳，在冷床上的运动稳定。

3.总结

总之，计算机技术发展迅速，在生产生活的各个领域中广泛应用，对生产和管理有积极的作用。轧钢工艺中也需要应用计算机技术，通过计算机仿真技术，能够提高轧钢工艺的质量。 

参考文献：

[1]闫洪波,张玉宝,李强.计算机仿真在机械类专业工程实践教育中的应用研究[J].内蒙古教育(职教版),2011(02):61-62.

[2]张义,汪瑾,王鹏等.计算机仿真技术在挤压成形工艺上的应用研究[J].机械工程与自动化,2017(05):123-124.

[3]陈亚倩,董有宝.计算机仿真在轧钢工艺中的应用分析[J].山东工业技术,2015(02):6.

作者：白锦函 单位：安阳钢铁股份有限公司西安销售分公司