[发明专利]一种棒材的粗轧加工温度的预测方法、装置及设备

说明书

本发明提供一种棒材的粗轧加工温度的预测方法、装置及设备，所述方法包括：获取与棒材的粗轧加工相关的至少一种轧制信息以及棒材的轧制断面的形状；根据与所述轧制断面的形状对应的预设有限元非均匀网格划分模型，获取所述轧制断面的至少一个节点的坐标信息；所述预设有限元非均匀网格划分模型是根据所述轧制断面的形状构建得到的；所述节点是基于所述预设有限元非均匀网格划分模型，对所述轧制断面进行网格划分后获得的至少一个区域内的单元网格的顶点；根据所述坐标信息、所述轧制信息以及预设温度预测模型，获得所述棒材的粗轧加工过程的预测温度分布。本发明提供的方案提高了棒材的粗轧轧制加工温度预测精度和效率。

技术领域

本发明涉及棒材轧制技术领域，特别是指一种棒材的粗轧加工温度的预测方法、装置及设备。

背景技术

温度作为金属塑性变形和热处理过程中重要的影响因素之一，直接影响金属的变形抗力和轧制过程的关键参数设定，进而影响棒线材轧制工艺、冷却速度、尺寸精度、微观组织及轧后产品机械性能，因此轧制过程温度场快速、简便、高精度的预测模型开发已成为现代材质预报的一个重要手段。在棒材热轧过程中，由于金属变形和传热过程复杂，基于传统理论的数学解析模型已无法准确描述和分析其轧制过程变形、温度、组织等强非线性耦合关系，所以轧制温度难以确定和控制。过去对现场温度采集多采用现场测量和传统模型的计算方法，现场温度测量虽然方便快捷，但是由于主观因素大，容易造成采集温度偏差较大，甚至有时候需要通过其它轧制参数的测定值来量定温度，并且大多只能采集到表面温度，不能得到全面的准确温度信息；传统模型方法包括经验公式和有限差分等方法进行温度计算和确定，这种方法虽然可以在线应用，避免进行大量的试验，但是对温度影响因素较大的热轧过程来说，温度计算的精确度仍有待于提高。

随着计算机技术的发展，基于能量理论和变分原理的有限元法具备解决强非线性耦合系统问题特性因而广泛应用于板材、型钢、棒线材、管材等轧制过程热、力、组织多场耦合系统预测与工艺优化。有限元法针对瞬态热传导问题求解精度相对较高、适应能力较强，不仅可以获得温度变化规律，且能够提供棒线材断面任何位置的温度分布信息，有助于棒线材轧制过程温度均匀性控制和产品质量改善，然而棒线材轧制过程断面形状尺寸变化明显，单一网格划分方式已不能满足断面形状尺寸变化(方形-箱型-椭圆-圆形)以及边界换热复杂多变的棒线材轧制过程温度场高精度预测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种棒材的粗轧加工温度的预测方法、装置及设备，以提高棒材粗轧过程中温度预测的精度及效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种棒材的粗轧加工温度的预测方法，所述方法包括：

获取与棒材的粗轧加工相关的至少一种轧制信息以及棒材的轧制断面的形状；

根据与所述轧制断面的形状对应的预设有限元非均匀网格划分模型，获取所述轧制断面的至少一个节点的坐标信息；所述预设有限元非均匀网格划分模型是根据所述轧制断面的形状构建得到的；所述节点是基于所述预设有限元非均匀网格划分模型，对所述轧制断面进行网格划分后获得的至少一个区域内的单元网格的顶点；

根据所述坐标信息、所述轧制信息以及预设温度预测模型，获得所述棒材的粗轧加工过程的预测温度分布。

可选的，所述轧制断面形状包括以下至少一项：矩形；箱型；椭圆形；圆形；所述预设有限元非均匀网格划分模型包括以下至少一项：与矩形轧制断面对应的第一预设有限元非均匀网格划分模型，与箱型轧制断面对应的第二预设有限元非均匀网格划分模型，与椭圆形轧制断面对应的第三预设有限元非均匀网格划分模型，与圆形轧制断面对应的第四预设有限元非均匀网格划分模型。

可选的，基于所述预设有限元非均匀网格划分模型，对将所述轧制断面进行网格划分，包括：

根据所述预设有限元非均匀网格划分模型，按照预设区域划分数量，将所述轧制断面划分为第一区域、第二区域以及第三区域。