Реализация эксперимента осуществляется на ЭВМ с помощью имитационной модели.

Планирование эксперимента.

Выбор факторов и область их определения.

Будем моделировать прокатку стали марки ШХ15, химический состав которой приведён в табл. 1.

Таблица 1

Содержание химических элементов

Cu	C	Mn	Cr	S	Р	Si
0,2	1	0,3	1,5	0,01	0,01	0,3

На стане установлены чугунные валки диаметром 450 мм. На этом стане осуществляют прокатку полосы с h₀=60÷90 мм.

Уширение (), как уже отмечалось, зависит от многих факторов:

В свою очередь, коэффициент трения (f) зависит от ряда параметров:

(T,V, хим. состав и т.д.)

Учитывая особенности эксперимента, принимаем, что уширение зависит от следующих технологических параметров:

Т – температура

b₀ – начальная ширина заготовки

Dh – величина обжатия

D – диаметр валков

Удобнее принимать эти параметры в виде коэффициентов, т.е.

где .

В нашей работе температура изменяется в интервале от 900 ^оС до 1100 ^оС.

T^¯=900 ^оС; T⁺=1100 ^оС; T⁰=1000 ^оС; ΔT =100 ^оС.

Выбираем значения коэффициента формы заготовки из графика на рисунке 1.

График зависимости коэффициентов Db от Λ₀

Рис.1

Исходя из задания работы выбираем область определения коэффициента Λ₀(0,4 ¸ 1).

Учитывая профильный сортамента принимаем область изменения коэффициента высоты очага деформации.

ψ⁰=0,17;

Δψ=0,03.

Следовательно, коэффициент y лежит в пределах от 0,13 до 0,20. Для того, чтобы найти максимальный коэффициент обжатия, необходимо определить абсолютное обжатие (Dh) из условия захвата полосы валками.

;

где f – коэффициент трения;

R_в – радиус валков.

где к₁ – коэффициент влияния материала валков;

к₂ – коэффициент, учитывающий скорость прокатки;

к₃ – коэффициент, учитывающий химсостав.

Зависимость коэффициента к₂ от V.

Рис.2

Учитывая, что скорость прокатки V = 1,8 м/с, коэффициент к₂ рассчитываем по следующей формуле:

К₂=1;

к₃ –рассчитывается по формуле:

содержание химического элемента в %,

к₃ = 1,019;

Т.к. валки чугунные, то k₁=0,8;

тогда:

f=0,8·1·1,019· (1,05-0,0005·900)=0,49,

следовательно, величина обжатия равна:

Dh=0,8·225·0,49²=43,22 мм.

Определим коэффициент обжатия:

верхний предел:

;

нижний предел принимаем:

Область определения факторов приведена в табл. 2.

Таблица 2

Область определения факторов и их кодирования.

Величина		=Λ₀
Нулевой уровень	1,66	0,70	0,17	1000
Интервал варьирования	0,26	0,30	0,03	100
Верхний уровень	1,92	1,00	0,20	1100
Нижний уровень	1,40	0,40	0,13	900

1.2 Матрица планирования полного факторного эксперимента (ПФЭ-2⁴).

В табл.2 приведены условия проведения опытов. Далее рассчитываем натуральные условия опытов .

Для удобства обозначим значения фактора на верхнем уровне знаком (+), а на нижнем уровне (–).

Значения начальной величины заготовки:

Находим значение заготовки:

Λ₀₌ · Λ₀,

следовательно, ширина заготовки зависит от двух параметров .

Получим:

Значение высоты полосы прокатки (h₁) находим по формуле:

следовательно, h₁ зависит от двух параметров .

Получим:

Температура на верхнем и нижнем уровне равна:

Полученные значения занесем в табл.3.

Таблица 3

№

План эксперимента

Значение факторов

Образцы

B₁

ΔB

Х₁

Х₂

Х₃

Х₄

Λ₀

h₀

h₁

b₀

1,92

0,2

1100

101,53

11,53

–

1,4

0,2

1100

64,29

1100

97,44

7,44

–

1,92

0,4

0,2

1100

47,38

11,38

–

1,4

0,4

0,2

1100

64,29

1100

43,48

7,48

–

1,92

0,13

1100

31,25

1100

76,42

16,42

–

1,4

0,13

1100

42,86

1100

68,04

8,04

–

1,92

0,4

0,13

1100

31,25

1100

36,97

12,97

–

1,4

0,4

0,13

1100

42,86

1100

30,46

6,46

–

1,92

0,2

900

46,88

900

111,93

21,93

–

1,4

0,2

900

64,29

900

98,22

8,22

–

1,92

0,4

0,2

900

46,88

900

53,21

17,21

–

1,4

0,4

0,2

900

64,29

900

44,98

8,98

–

1,92

0,13

900

31,25

900

78,84

18,84

–

1,4

0,13

900

42,86

900

67,99

7,99

–

1,92

0,4

0,13

900

31,25

900

37,86

13,86

–

1,4

0,4

0,13

900

42,86

900

31,24

7,24

45,57

52,5

1000

67,15

14,65

45,57

52,5

1000

66,92

14,42

45,57

52,5

1000

66,15

13,65

45,57

52,5

1000

66,36

13,86

45,57

52,5

1000

66,32

13,82

45,57

52,5

1000

66,94

14,44

Проведение эксперимента и обработка результата.

Реализация эксперимента осуществляется на ЭВМ с помощью имитационной модели.

Для имитационной модели необходимо рассчитать некоторые дополнительные параметры.

[об/сек] – частота вращения валков;

n = об/сек.

Эксперименты проводятся в один проход, время охлаждения полосы 0 сек., химический состав в соответствии с табл. 1 и т.д.

В результате введения в ЭВМ значений получаем значения ширины полосы после прокатки. Полученные значения заносим в табл. 4.

Таблица 4

№

х_о

х₁

х₂

х₃

х₄

х₁х₂

х₁х₃

х₁х₄

х₂х₃

х₂х₄

х₃х₄

х₁х₂х₃

х₁х₂х₄

х₁х₃х₄

х₂х₃х₄

х₁х₂х₃х₄

B₁

ΔB

B₀

101,53

11,53

97,44

7,44

47,38

11,38

43,48

7,48

76,42

16,42

68,04

8,04

36,97

12,97

30,46

6,46

111,93

21,93

98,22

8,22

53,21

17,21

44,98

8,98

78,84

18,84

67,99

7,99

37,86

13,86

31,24

7,24

67,15

14,65

52,5

66,92

14,42

52,5

66,15

13,65

52,5

66,36

13,86

52,5

66,32

13,82

52,5

66,94

14,44

52,5

b_j

b₀

b₁

b₂

b₃

b₄

b₁₂

b₁₃

b₁₄

b₂₃

b₂₄

b₃₄

b₁₂₃

b₁₂₄

b₁₃₄

b₂₃₄

b₁₂₃₄

11,62

3,89

0,93

0,15

-1,41

0,74

-0,15

-1,03

-0,42

-0,28

-0,90

-0,02

-0,48

-0,71

-0,20

-0,18

Реализация эксперимента осуществляется на ЭВМ с помощью имитационной модели.

Поиск по сайту