陳亞倩,董有寶（山東石橫特鋼集團有限公司小型車間,山東　肥城　271612）

計算機仿真在軋鋼工藝中的應用分析

陳亞倩,董有寶
（山東石橫特鋼集團有限公司小型車間,山東肥城271612）

摘要：市場經(jīng)濟的發(fā)展背景下，使得軋鋼產(chǎn)業(yè)的競爭力也在進一步加大，怎樣在原有機組的基礎上生產(chǎn)更多規(guī)格的鋼種就顯得比較重要，計算機仿真技術的應用有效的解決了這一難題。基于此本文則主要就軋鋼工藝中計算機仿真技術的實際應用進行詳細分析，希望能夠通過此次理論研究對實際操作起到一定指導作用。

關鍵詞：計算機仿真；軋鋼工藝；應用

0　引言

軋鋼工藝當中的產(chǎn)品設計及制造，都離不開計算機仿真技術的應用，對其進行實際的應用能夠減少損失及經(jīng)費的節(jié)約，并對產(chǎn)品開發(fā)的周期也會減少，對產(chǎn)品的質量提升也能夠起到促進作用。從實際的發(fā)展歷程來看，計算機仿真技術的應用領域得到了空前擴大，從傳統(tǒng)制造領域擴展到產(chǎn)品設計開發(fā)，而軋鋼工藝中的計算機仿真更是有著其必要性。

1　計算機仿真技術的發(fā)展狀況分析

計算機仿真技術在軋鋼工藝當中起到了重要作用，從計算機仿真技術的發(fā)展情況來看，主要經(jīng)歷了幾個重要的轉變歷程。從上世紀八十年代后期開始，計算機仿真就在應用領域及仿真框架和仿真軟件方面有了很大程度的轉變。這些變化首先說明了計算機仿真技術的價值隨著社會的發(fā)展也是愈來愈重要，再者就是說明了計算機仿真技術在不斷的優(yōu)化更新，其已經(jīng)進入到了嶄新的發(fā)展階段[1]。

從計算機仿真技術的應用領域來看開始從航天及航空的領域向著制造業(yè)進行轉變，仿真的應用領域排在首要位置的就是制造業(yè)。另外在和計算機技術得到結合的過程中，開始由強調并重視和人工智能結合轉向了對圖形技術和面向對象技術結合的重視。從仿真的環(huán)境層面來看，已經(jīng)從集中式的仿真向著分布式的仿真進行了轉變，被仿真的系統(tǒng)方面，已經(jīng)從終點對連續(xù)系統(tǒng)仿真向著對離散事件系統(tǒng)仿真發(fā)生了轉變。還有就是在仿真對象以及目的上，已經(jīng)從研究系統(tǒng)動力學特性向研究系統(tǒng)的各種特征進行了擴展，這其中就涵蓋著運動學特征和動力學特征。

2　計算機仿真技術在軋鋼工藝當中的實際應用探究

2.1計算機仿真軟件

制造業(yè)是我國當前的主力發(fā)展領域，是我國經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，這其中就涵蓋著機械制造以及各種型材的制造等。制造業(yè)在當前所面臨的是產(chǎn)品的競爭，所以要在具體的指標上要能夠得到滿足，要求產(chǎn)品的價格是最低的，以及以短時間完成從概念設計到產(chǎn)品上市這一過程，要能夠對客戶的需求的到滿足，對產(chǎn)品所提供的服務要是最好的。為此我國在計算機仿真軟件的使用上就顯得非常必要，這幾個軟件主要是一體化制造系統(tǒng)仿真軟件，這一軟件主要是在車間設計和分析的建模以及仿真軟件，在具體的功能上主要有自動生成離散事件仿真模型，并能夠對這一模型進行仿真[2]。另外就是在制造車間的生產(chǎn)計劃和工藝路徑可以通過表格的形式進行輸入，既能夠通過手工進行輸入同時也能夠通過工藝規(guī)劃的模塊進行讀入。

再者就是加工過程仿真器，為能夠有效的價格產(chǎn)品設計和開發(fā)周期得到有效縮短，在CIMS當中尤其是強調計算機輔助設計和計算機輔助制造的集成，也就是要求從CAD輸出產(chǎn)品設計信息可以直接通過網(wǎng)絡傳送到計算機輔助加工工藝規(guī)劃系統(tǒng)，并使其產(chǎn)生刀位軌跡文件。為能夠有效確保加工工藝的合理性及NC代碼正確，要對真實零件切削加工前進行一次試切削。在這一過程中主要就是通過木模進行替代真實的零件，這顯然會對開發(fā)的周期有著延長，并在成本上也會比較高。針對加工過程仿真器可以為CAM/CAD集成，尤其是檢驗NC代碼正確性和減少加工過程的碰撞干涉提供支持，所以在這一軟件的應用下能夠起到部分的代替試切的作用。

2.2計算機仿真在軋鋼工藝中的實際應用

現(xiàn)場生產(chǎn)中，小規(guī)格的圓鋼在冷床上的運動方式和一般圓鋼有著很大區(qū)別，故此要對冷床的基本結構及原理等進行研究，在計算機上根據(jù)建立運動模型進行仿真試驗后，結果表明當前生產(chǎn)的最小規(guī)格圓鋼能夠利用現(xiàn)有冷床進行生產(chǎn)。研究當中涉及到的冷床是步進回轉式冷床，具有兩種齒板，分別是V型齒板及U型齒板，借助它們相互錯動使得圓鋼一方面做步進運動，而另一方面繞其自身軸進行旋轉。針對這一結構可能出現(xiàn)的問題進行仿真機現(xiàn)場實驗，要能夠從理論的角度進行分析，在半徑小的圓鋼方面可能在翻過V形的齒輪的第二個齒峰的過程中，不能和第二個V形齒的左壁相接觸，這也是其中的一個重要問題，屬于冷床翻鋼的極限。主要就是造成翻鋼的過程中會有不穩(wěn)定的情況發(fā)生，這樣就造成了冷卻不均（如下圖所示）。

根據(jù)這一圖示就能看出，在V形齒的第二齒峰和小圓鋼那樣相交或是相切的過程中，U形齒會向下向前，而V形齒則是向上向后，這樣就會出現(xiàn)翻鋼的情況，這只是必要的條件。然后根據(jù)磨損的情況和具體的規(guī)格進行仿真實驗，針對不同型號的圓鋼進行建模和仿真，正常情況下對90號鋼進行分析，從實際的仿真計算以及表現(xiàn)情況能夠看出小圓鋼在冷床上運動的比較穩(wěn)定冷卻效果較好。而75號鋼的仿真系統(tǒng)當中的數(shù)字模擬仿真，冷床上運動穩(wěn)定冷卻效果佳，但在穩(wěn)定性方面相對較差。

3　結語

總而言之，當前我國的計算機技術有了很大程度的發(fā)展，相關的技術已經(jīng)在諸多領域得到了廣泛應用，其中在軋鋼工藝當中的應用就發(fā)揮了很大作用，促進其工藝質量的提升。通過對計算機仿真技術在軋鋼工藝當中的應用分析，能夠在一定程度上加強理論的科學性，由于篇幅限制不能進一步深化研究，希望能夠起到拋磚引玉的作用以待佳作。

參考文獻：

[1]賈燕.應用計算機仿真技術對印刷設備進行研發(fā)的可行性研究[J].今日印刷,2013(08).

[2]官小云.計算機仿真技術在礦區(qū)建設規(guī)劃中的應用[J].煤炭技術,2013(09).

作者簡介：陳亞倩（1983—），男，山東肥城人，助理工程師。