[发明专利]铜管轧制冷却过程仿真方法、设备及计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种铜管轧制冷却过程仿真方法，其特征在于，包括：

步骤1，根据冷却装置的结构参数及预设的单次移动距离生成所述冷却装置的三维模型；所述冷却装置为冷却水套，根据所述冷却装置的结构参数及预设的单次移动距离生成所述冷却装置的三维模型包括：

根据所述冷却水套的结构参数建模生成所述冷却水套的三维模型；其中，所述冷却水套的结构参数包括所述冷却水套在所述铜管轴线方向的长度；

根据所述预设的单次移动距离以及所述长度，生成步进移动的所述冷却装置的三维模型，所述预设的单次移动距离由所述长度和三辊行星轧制装置的轧制速度计算获得；

步骤2，获取在铜管的当前温度场、应力场及轧制位置下，用于轧制所述铜管的三辊行星轧制装置的三维热流固耦合结构模型；

步骤3，基于所述冷却装置的三维模型，获取在当前相对位置下，所述冷却装置的流体仿真模型，其中所述相对位置为所述冷却装置和所述铜管的相对位置；

步骤4，基于所述流体仿真模型与所述三维热流固耦合结构模型的耦合模型，对所述铜管进行轧制和冷却的仿真计算，输出并保存仿真计算的结果，获得到达预设的单次冷却时间时所述铜管的温度场、应力场以及变形量；

步骤5，根据所述铜管的变形量，调整所述铜管的轧制位置，并按照所述预设的单次移动距离，沿所述铜管轴线方向移动所述冷却装置；

步骤6，返回执行上述步骤2至步骤5，直至所述冷却装置移动预设次数；其中，所述预设次数由所述冷却装置在所述铜管轴线方向的长度和所述三辊行星轧制装置的轧制速度计算获得。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取在铜管的当前温度场、应力场及轧制位置下，用于轧制所述铜管的三辊行星轧制装置的三维热流固耦合结构模型包括：

根据所述铜管的当前轧制位置及所述铜管的当前变形量，修改当前的三维热流固耦合结构模型中的铜管模型，并调整所述铜管与所述三辊行星轧制装置之间的装配位置，生成参考三维热流固耦合结构模型；

根据铜管当前的温度场和应力场修改所述参考三维热流固耦合结构模型的仿真参数，生成在铜管的当前温度场、应力场及轧制位置下的三维热流固耦合结构模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述铜管的当前轧制位置及所述铜管的当前变形量，修改当前的三维热流固耦合结构模型中的铜管模型之前，所述方法还包括：

根据预设轧制工艺参数建立所述三辊行星轧制装置的几何模型；

对所述几何模型进行参数设置，并对所述铜管进行网格划分，生成第一模型；其中所述参数设置包括铜管材料属性设置、仿真分析类型设置，仿真空间步长和时间步长设置，载荷和边界条件的设置；

求解所述第一模型，计算生成所述铜管的初始温度场条件以及初始应力场条件；

建立所述三辊行星轧制装置的三维热流固耦合结构模型；

基于所述铜管的初始装配位置、所述初始应力场条件及所述初始温度场条件，对所述三维热流固耦合结构模型进行初始化，获得初始三维热流固耦合结构模型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述冷却装置的三维模型，获取在当前相对位置下，所述冷却装置的流体仿真模型包括：

根据所述冷却装置相对于所述铜管的当前位置，更新所述冷却装置的三维模型；

对所述冷却装置的当前三维模型进行网格划分，生成第二模型；

根据预设的冷却工艺参数和预设的第二模型的边界条件实例化所述第二模型，并设置实例化后的第二模型进行仿真的时间步长和步数，生成所述冷却装置的流体仿真模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的冷却工艺参数包括入水压力、出水口压力、进水口温度、出水口温度以及壁面温度。