萬有引力算法的鋁熱連軋規(guī)程優(yōu)化設(shè)計

課題衛(wèi)星的發(fā)射（一）課時1 知識點萬有引力定律圓周運動機(jī)械能守恒定律 上課器材 已有知識點 教 學(xué) 目 標(biāo) 知識 與 技能 1．了解人造地球衛(wèi)星的有關(guān)知識和航天發(fā)展史。 2．知道三個宇宙速度的含義和數(shù)值，會推導(dǎo)第一宇宙速度。 3．理解衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系。 過程 與方法 1．在學(xué)習(xí)牛頓對衛(wèi)星發(fā)射的思考過程的同時，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索能力；培養(yǎng)學(xué)生在處理實 際問題時，如何構(gòu)建物理模型的能力。 2．通過對衛(wèi)星運行的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系的討論，培養(yǎng)學(xué)生運用知識 分析解決實際問題的能力 情感、 態(tài)度與 價值觀 1．通過展示人類在宇宙航行領(lǐng)域中的偉大成就，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。 2．通過介紹我國在航天方面的成就，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。 3．感知人類探索宇宙的夢想，促使學(xué)生樹立獻(xiàn)身科學(xué)的人生觀和價值觀。 教學(xué)重點 與難點 教學(xué)重點

軋制力是帶鋼熱連軋最重要的工藝參數(shù)之一,其計算模型的精度關(guān)系著軋制過程的離線模擬和在線控制,以orowan力平衡方程為基礎(chǔ),采用sims公式,分析軋制力模型在連軋過程中的適用性。

本文對鋁合金板帶熱連軋板形控制進(jìn)行分析,介紹了板形的概念,板帶材凸度的影響因素及控制機(jī)構(gòu),熱軋板帶凸度及板形控制數(shù)學(xué)模型,熱連軋板形控制策略和板形控制實踐。

本文介紹了板形的概念、帶材機(jī)械凸度數(shù)學(xué)模型、機(jī)械凸度轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型、凸度遺傳數(shù)學(xué)模型及相互關(guān)系、板形數(shù)學(xué)模型,并對模型進(jìn)行分析,探討模型在軋制中的應(yīng)用。

根據(jù)現(xiàn)有城市原生污水源熱泵的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點,以系統(tǒng)的費用年值為目標(biāo)函數(shù),建立了系統(tǒng)綜合優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。在滿足系統(tǒng)供冷、供熱的可靠運行條件下,利用遺傳算法,對系統(tǒng)的運行參數(shù)及機(jī)組部件進(jìn)行了優(yōu)化選擇,實現(xiàn)了系統(tǒng)費用年值最小的目標(biāo)。

主要介紹國內(nèi)首條熱連軋機(jī)組排煙系統(tǒng)的組成、控制連鎖、保護(hù)等方面的獨到之處,該技術(shù)特點亦適用于國內(nèi)其他鋁板帶箔冷、熱軋生產(chǎn)線。

將基于實數(shù)編碼的加速遺傳算法(raga)應(yīng)用于多孔變徑管優(yōu)化設(shè)計中,解決了設(shè)計中多維參數(shù)尋優(yōu)問題,避免了傳統(tǒng)方法早熟、提前收斂以及易陷入局部最優(yōu)等弊端。在固定管道式噴灌系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計中應(yīng)用,求解出多孔變徑管的最優(yōu)管徑、管長等多維參數(shù),效果較好,為該方面研究提供了一種新的優(yōu)化求解方法

分別用x射線反射法和透射法檢測了3104鋁合金熱連軋板不同厚度的織構(gòu)及整體織構(gòu)。結(jié)果表明:3104鋁合金熱連軋工藝使得熱軋板的織構(gòu)不均勻性很小。對于3104鋁熱連軋板,采用傳統(tǒng)的x射線反射法只檢測一層的織構(gòu)基本能反映熱軋板的織構(gòu)特征。

"1+4"鋁熱連軋機(jī)是一個極其復(fù)雜的系統(tǒng),為了精確地建模預(yù)報末機(jī)架出口處的板凸度,提出利用延時反饋bp網(wǎng)絡(luò)對板凸度時間序列的預(yù)報方法來實現(xiàn)對鋁帶板凸度的精確建模預(yù)測。通過現(xiàn)場實驗,采集大量試驗數(shù)據(jù),并通過數(shù)據(jù)分析,利用仿真驗證該方法的有效性和優(yōu)越性。

運用二次曲線曳物線公式優(yōu)化設(shè)計了正確合理的收線管,減小了鋁桿在收線管內(nèi)的運動阻力,改進(jìn)后的收線系統(tǒng),使用性能優(yōu)越,基本上杜絕因斷頭引發(fā)的堵管停車事故,節(jié)約了潤滑油脂,高效能的排油煙系統(tǒng)大大改善了生產(chǎn)環(huán)境。

軋制規(guī)程優(yōu)化設(shè)計

根據(jù)ф16mm圓鋼的軋制規(guī)程,運用有限元分析軟件ansys中的ls-dyna大變形彈塑性顯式分析動力學(xué)模塊,對終軋機(jī)架在分別采用雙半徑圓弧和切線擴(kuò)張角兩種成品孔型條件下的熱連軋過程進(jìn)行有限元模擬。對比分析了同一軋件在不同孔型中的金屬流動特性和應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律。結(jié)果表明,有限元模擬結(jié)果與實際生產(chǎn)過程相吻合;對同樣采用30°擴(kuò)張角的兩種孔型而言,軋件在雙半徑圓弧成品孔型中的表面受力和總體應(yīng)變分布更為均勻;軋件在成品孔型的圓弧擴(kuò)張部位受到的應(yīng)力較大,使軋輥軋槽表面磨損不均;采用材質(zhì)硬度更高的成品軋輥,可以降低軋槽表面的磨損程度,延長軋輥孔型的使用壽命,節(jié)約生產(chǎn)成本。

采用蟻群優(yōu)化算法對3跨24層168桿件的鋼架結(jié)構(gòu)重量進(jìn)行優(yōu)化計算,并對此結(jié)構(gòu)采用美國鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范(asci)、英國鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范(bc5990)、國標(biāo)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范(gb50017)3種規(guī)范體系進(jìn)行對比分析。分析結(jié)果表明,基于tsp模型的蟻群優(yōu)化算法對鋼框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計具有很好的適用性,尤其是對復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計具有更快更強(qiáng)的適用性。

隨著鋼鐵市場發(fā)展,對鋼種的多樣性和產(chǎn)品的質(zhì)量提出了更高的要求,梅鋼原有的傳動設(shè)備已不能滿足軋制工藝的需要,必須對精軋區(qū)主速度的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造。文中介紹了改造后精軋主速度控制原理和主要系統(tǒng)構(gòu)成,并對梅鋼熱連軋精軋主速度主要控制功能的實現(xiàn)進(jìn)行了分析,對梅鋼熱軋帶鋼廠精軋機(jī)組新技術(shù)進(jìn)行了整體的研究,使其滿足熱連軋生產(chǎn)的實際生產(chǎn)的需要。

介紹熱連軋過程控制系統(tǒng)模擬軋鋼的開發(fā)過程及實現(xiàn)的功能。

針對本鋼1780mm生產(chǎn)線薄規(guī)格產(chǎn)品板形不良問題,分析了該生產(chǎn)線板形計算模型,得出末機(jī)架彎輥力負(fù)極限、軋輥輥型匹配不良、軋輥磨削精度低、帶鋼溫度不穩(wěn)定、一級及二級控制系統(tǒng)不完善、軋制計劃及軋制節(jié)奏不合理、工藝設(shè)備精度不達(dá)標(biāo)是問題產(chǎn)生的主要原因。為此,對精軋機(jī)負(fù)荷分配、軋輥輥型、軋制計劃和節(jié)奏、板形控制模型等進(jìn)行了優(yōu)化,使帶鋼平直度指標(biāo)命中率從88.3%提高至92.8%,凸度指標(biāo)命中率從90.5%提高至96.7%。

通過將原來的橫列式軋機(jī)改造成半連軋機(jī)組,正興集團(tuán)廊坊車輪有限公司將汽車輪輞鋼的成品尺寸公差由±0.4mm提高至±0.2mm,成材率也由94.5%以上提高至97.0%以上,介紹了該改造項目的軋機(jī)組成、車間工藝布置和孔型系統(tǒng)等。

根據(jù)應(yīng)力隨應(yīng)變、變形溫度和應(yīng)變速率變化的數(shù)據(jù),利用matlab軟件擬合6082鋁合金的變形抗力模型;利用測試函數(shù)對基本粒子群算法(bpso)和改進(jìn)粒子群算法(ipso)的性能進(jìn)行對比,結(jié)果表明,ipso在收斂速度和精度上均優(yōu)于bpso。利用ipso,在設(shè)備、工藝約束下,以能耗、板形為目標(biāo)函數(shù),對6082鋁合金的4機(jī)架熱連軋規(guī)程進(jìn)行優(yōu)化,并將優(yōu)化結(jié)果與以等壓下率分配的規(guī)程進(jìn)行對比,結(jié)果表明,優(yōu)化后的規(guī)程,其能耗和板形均優(yōu)于等壓下率制定的規(guī)程,對實際生產(chǎn)有一定的指導(dǎo)意義。

對熱連軋精軋機(jī)下階梯墊板級次設(shè)計與應(yīng)用的相關(guān)因素進(jìn)行分析并建立數(shù)學(xué)模型,以某1580mm熱連軋機(jī)為例,介紹該模型的使用方法。

對帶鋼熱連軋的生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,可以充分發(fā)揮設(shè)備生產(chǎn)能力,改善產(chǎn)品質(zhì)量,實現(xiàn)節(jié)能降耗。文章利用帶鋼軋制模型,根據(jù)各機(jī)架壓下率,分析了其出口厚度、軋制力、軋制力矩和軋制速度等相關(guān)參數(shù)以及功率消耗和板型質(zhì)量等指標(biāo),以六連軋生產(chǎn)q235b帶鋼為算例,采用慣性系數(shù)動態(tài)調(diào)整的改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法(pso)建立了熱連軋參數(shù)優(yōu)化模型。結(jié)果表明:優(yōu)化后的軋制參數(shù)可以滿足各約束條件,能夠在各機(jī)架間均勻分配軋鋼負(fù)荷,降低生產(chǎn)功耗,計算速度能夠滿足生產(chǎn)要求;經(jīng)典pso算法與改進(jìn)算法的對比表明,改進(jìn)算法可以提高計算效率,獲得優(yōu)化解。

以蝸輪的有色金屬齒圈體積最小為目標(biāo)函數(shù),并從設(shè)計經(jīng)驗本身、運動性能、邊界條件等方面建立合理的約束條件,建立了蝸輪齒圈的優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用matlab遺傳算法工具箱尋求全局最優(yōu)解。優(yōu)化結(jié)果表明,采用遺傳算法能夠快捷有效地對蝸桿齒輪進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,是對蝸桿齒輪優(yōu)化設(shè)計的一種有效方法。

建立7085鋁合金流變應(yīng)力本構(gòu)方程,并基于marc軟件對7085鋁合金多道次熱軋過程進(jìn)行有限元建模與仿真,分析熱連軋過程中軋件的溫度場及應(yīng)力應(yīng)變場的分布及變化規(guī)律。對比整個軋制過程中的軋制力仿真結(jié)果與基于經(jīng)典熱軋變形抗力解析計算模型預(yù)測結(jié)果,從而驗證了7085鋁合金超厚板熱連軋過程宏觀場仿真模型的可靠性,為生產(chǎn)實踐過程監(jiān)控與工藝參數(shù)優(yōu)化提供理論依據(jù)。