白錦函

摘 要：隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，軋鋼產(chǎn)業(yè)競爭越來越激烈，軋鋼企業(yè)需要提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的多樣性，在原有機組的基礎上生產(chǎn)更多規(guī)格的鋼種滿足市場需求。計算機仿真技術發(fā)揮了重要的作用，有利于解決軋鋼產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中的難題。本文主要探討軋鋼工藝中的計算機仿真技術，為軋鋼工藝的實際操作提供一定的參考。

關鍵詞：軋鋼工藝；計算機仿真；計算機技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.033

軋鋼工藝與計算機仿真密切相關，不管是產(chǎn)品設計還是制造環(huán)節(jié)，都需要應用計算機仿真技術。通過計算機仿真技術的應用，有助于減少產(chǎn)品開發(fā)周期，節(jié)約生產(chǎn)費用，從而降低企業(yè)的損失，并且在一定程度也有利于提高軋鋼產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著科學技術的發(fā)展，計算機仿真的應用領域不斷拓展，應用范圍更加廣泛，尤其是在傳統(tǒng)制造領域，計算機仿真有特殊的作用，在軋鋼工藝中應用計算機仿真十分必要。

1 計算機仿真技術

在軋鋼工藝中，計算機仿真技術發(fā)揮著重要的作用，對產(chǎn)品設計和生產(chǎn)制造有重要的意義。計算機仿真技術是一門多學科的綜合性技術，利用計算機科學和技術的成果，為被仿真的系統(tǒng)建立模型，在一定條件下對模型進行動態(tài)實驗。計算機仿真技術充分應用信息技術、系統(tǒng)論、控制論、相似原理等，再現(xiàn)系統(tǒng)的性能特征、動態(tài)行為和狀態(tài)，實現(xiàn)對系統(tǒng)配置和性能的合理性分析，預測可能存在的缺陷，為系統(tǒng)的進一步完善提供參考。計算機仿真技術具有可重復使用、靈活、安全、實用等優(yōu)勢，廣泛應用于復雜系統(tǒng)工程的設計、實驗中。計算機仿真技術的發(fā)展經(jīng)歷了模擬實驗、數(shù)字化仿真、圖像化仿真、虛擬現(xiàn)實技術的階段，不斷優(yōu)化更新，在航天軍事、天氣預報、電力工業(yè)、石油化工、模擬駕駛器等行業(yè)都有應用。當前，計算機仿真技術在制造業(yè)中的地位越來越重要，在利用計算機技術的同時，從重視和人工智能的相結合，到現(xiàn)在重視面向?qū)ο蠹夹g和圖像技術的結合[1]。

系統(tǒng)仿真是一個相對復雜的過程，是一系列環(huán)節(jié)的組合，利用計算機進行動態(tài)模擬實驗。進行計算機系統(tǒng)仿真首先要確定研究背景，說明研究內(nèi)容，建立系統(tǒng)模型，然后整理資料，描述條件進行合理假設。利用實際數(shù)據(jù)進行仿真模擬實驗，修正數(shù)學模型，提高算法的精度。最后分析仿真結果，對比實際系統(tǒng)的輸出和仿真系統(tǒng)實驗的計算差距，修改優(yōu)化參數(shù)，滿足使用需求。計算機仿真計算的關鍵技術有面向?qū)ο蟮姆抡?、分布交互仿真、智能仿真、人機和諧仿真等[2]。仿真技術伴隨計算機技術的發(fā)展而發(fā)展，過去沒有計算機的階段，以物理模型為基礎進行模擬實驗。

2 軋鋼工藝中計算機仿真的應用

2.1 計算機仿真軟件

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，對社會經(jīng)濟的發(fā)展有重要的意義。制造業(yè)包括制造各種型材、機械制造等。我國改革開放不斷深入，市場經(jīng)濟逐漸成熟，制造業(yè)領域產(chǎn)業(yè)競爭壓力不斷加大，需要有物美價廉的產(chǎn)品，能夠滿足客戶的要求，提供最優(yōu)的產(chǎn)品服務，才能在競爭中有良好的優(yōu)勢[3]。因此，制造業(yè)需要應用計算機仿真技術。一體化制造系統(tǒng)仿真軟件是其中一種仿真軟件，可以在車間設計和分析中建模和仿真，在應用中能夠自動生成離散事件仿真模型并進行仿真操作。使用表格的形式，能夠?qū)⒅圃燔囬g的生產(chǎn)計劃和工藝路徑輸入到仿真軟件中，同時讀入工藝規(guī)劃的模塊。

為減少產(chǎn)品的設計和開發(fā)周期，制造企業(yè)會在加工過程中使用仿真器。計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）中強調(diào)計算機輔助設計和制造的集成，使用CAD輸出產(chǎn)品設計，然后通過網(wǎng)絡的作用，能夠直接向計算機輔助加工工藝規(guī)劃系統(tǒng)傳送，產(chǎn)生刀位痕跡。在切削加工真實的零件前，需要首先進行一次試切削，確保NC代碼的正確性，以及加工工藝的合理性。這一過程就會將真實的零件，用木模代替，成本高，而且延長了開發(fā)周期。

2.2 計算機仿真技術的實際應用

軋鋼工業(yè)在現(xiàn)場生產(chǎn)中，小規(guī)格圓鋼在冷床的運動方式不同于一般圓鋼，兩種生產(chǎn)存在較大的差異，需要分析研究冷床的基本原理和結構。為探究生產(chǎn)工藝的合理性，依據(jù)相關信息，在計算機上建立運動模型，然后進行仿真實驗。仿真實驗結果顯示，可以使用現(xiàn)有的冷床生產(chǎn)最小規(guī)格的圓鋼。研究中使用步進回轉(zhuǎn)式冷床，這種冷床的齒板有U型齒板、V型齒板。圓鋼的步進運動就是利用齒板的相互錯動，并且能夠繞著自身軸進行旋轉(zhuǎn)。通過仿真實驗研究這一結構中可能出現(xiàn)的問題，從理論角度進行分析。其中一個重要的問題是，在翻過V形齒輪的第二個齒峰中，半徑小的圓鋼可能在此過程中，不能接觸第二個V形齒的左壁，導致翻鋼中的不穩(wěn)定，出現(xiàn)冷卻不均勻的問題。

從圖1中能夠看出，小圓鋼和V形齒的第二齒峰相切或者相交，V形齒向上向后，U形齒向下向前，會出現(xiàn)翻鋼。根據(jù)操作中的規(guī)格和磨損情況，開展仿真實驗。仿真實驗中，建模和仿真選擇不同型號的圓鋼進行分析。正常情況下分析90號圓鋼，通過仿真計算，確定小圓鋼在冷床運動的結果，效果好，冷卻穩(wěn)定。選擇75號鋼進行仿真分析，結果顯示穩(wěn)定性相對較差，但冷卻效果最佳，在冷床上的運動穩(wěn)定。

總之，計算機技術發(fā)展迅速，在生產(chǎn)生活的各個領域中廣泛應用，對生產(chǎn)和管理有積極的作用。軋鋼工藝中也需要應用計算機技術，通過計算機仿真技術，能夠提高軋鋼工藝的質(zhì)量。

參考文獻：

[1]閆洪波，張玉寶，李強.計算機仿真在機械類專業(yè)工程實踐教育中的應用研究[J].內(nèi)蒙古教育（職教版），2011（02）：61-62.

[2]張義，汪瑾，王鵬等.計算機仿真技術在擠壓成形工藝上的應用研究[J].機械工程與自動化，2017（05）：123-124.

[3]陳亞倩，董有寶.計算機仿真在軋鋼工藝中的應用分析[J].山東工業(yè)技術，2015（02）：6.