Optimization of Rolling Process for Bi(2223)/Ag Superconducting Tapes by a Statistical Method

Ag-sheathed (Bi,Pb)(2)SoCa(2)Cu(3)O(x) tapes were prepared by the powder-in-tube method. The influences of rolling parameters on superconducting characteristics of Bi(2223)/Ag tapes were analyzed qualitatively with a statistical method. The results demonstrate that roll diameter and reduction per pass significantly influence the properties of Bi(2223)/Ag superconducting tapes while roll speed does less and working friction the least. An optimized rolling process was therefore achieved according to the above results.

弧齿锥齿轮小轮温滚轧数值模拟及工艺参数优化

针对弧齿锥齿轮现有的工艺加工效率低、疲劳强度不足的问题,提出了一种弧齿锥齿轮小轮温滚轧成形数值模拟和参数优化方法。基于deform-3D有限元仿真软件分析了温滚轧过程中摩擦因子、进给速度、初轧温度等工艺参数对小轮温滚轧成形应力应变的影响规律,结合正交试验完成了工艺参数优化。采用最佳工艺参数组合开展了小轮温滚轧成形试验,对弧齿锥齿轮小轮进行了齿面和齿距检测。结果表明:凸面和凹面总偏差分别为14.4μm、14.1μm,齿距累计总偏差分别为57.0μm、56.3μm,精度等级达到了GB 8级,齿轮的齿面和齿距精度满足热处理后的磨齿加工需求。

基于差分进化算法的热轧板坯工艺参数优化

针对热轧生产过程中工艺参数优化问题,提出了一种差分进化算法。首先,构建随机森林回归模型预测质量特征;然后,基于随机森林回归模型的工艺参数重要性排序结果选择待优化的工艺参数;最后,利用差分进化算法优化工艺参数并使用最优结果替换待优化的工艺参数。文章提出以缺陷相对发生率平均降低值和平均降低率作为评价指标,对比研究优化前后的结果,与其他优化算法相比,差分进化算法达到了最优性能。应用分析表明,所提算法进行工艺参数优化后,单位板坯中的缺陷个数均少于25,算法执行平均用时为8.57 s,具有良好的可操作性与应用推广价值。

基于改进NSGA-Ⅱ的轴承企业生产智能排程

针对轴承企业生产排程难以应对订单动态扰动事件的问题,提出了考虑订单扰动规则和模型算法相结合的生产智能排程方法。考虑订单变更如插单和撤单等扰动因素,制定基于订单扰动的动态排程规则;以准时交付率、设备利用率、加工成本为优化目标,综合考虑生产时序、加工设备和时间等约束,建立生产排程的多目标协同优化模型;利用改进NSGA-Ⅱ对模型进行求解并实现智能排程。实例验证结果表明,与人工排程相比,智能排程在保证交货期最优及各约束条件的情况下,准时交付率提高66.7%,设备利用率提高8.6%,加工成本降低4.3%,能够实时响应普通订单和紧急订单等订单扰动事件,精准预估交货期,快速响应客户需求。

TA2钛管挤轧成形金属变形规律及工艺优化

采用挤轧成形工艺制备TA2钛管,建立了TA2钛管挤轧成形有限元仿真模型,研究了管坯在挤轧成形工艺中的变形过程;探究了轧辊送进角、轧辊公转速度和管坯前进速度对挤轧成形后管坯尺寸精度的影响规律;以管坯几何尺寸精度为评价依据,通过正交模拟试验得到钛管挤轧成形的最优工艺参数。结果表明,管坯的径向应变、周向应变以及轴向应变在挤轧变形区内呈明显三角分布;送进角过大和过小均使得管坯的尺寸偏差增大,管坯的尺寸偏差随着轧辊公转速度的增大而增大,管坯前进速度过小会导致管坯成形质量变差;最优的挤轧工艺参数为送进角6°,轧辊公转速度150 r·min^(-1),管坯前进速度5 mm·s^(-1);基于优化的挤轧工艺参数,成功挤轧出质量良好的TA2钛管。

超声滚压GCr15表面性能模型建立及工艺参数优化

目的基于超声滚压后GCr15试样表面粗糙度和表面硬度与工艺参数之间的数学模型,获取超声滚压GCr15的最佳工艺参数。方法首先,通过单因素试验筛选4个工艺参数的取值范围;其次,建立基于响应曲面的超声滚压GCr15表面硬度及表面粗糙度预测模型;再次,基于遗传算法对2个预测模型进行多目标复合优化,得到最佳工艺参数;最后,针对多目标优化结果进行试验验证。结果在超声滚压处理GCr15时,滚压静压力及滚压次数对试样表面硬度及表面粗糙度的影响极显著,转速的影响不显著;进给量对表面硬度有显著影响,对表面粗糙度的影响不显著。粗糙度模型受到静压力和滚压次数双因子交互作用的影响,硬度模型不受交互作用的影响。基于遗传算法进行多目标优化得到的最佳工艺参数如下:转速为207 r/min,进给量为0.34 mm/r,静压力为0.49 MPa,滚压次数为3。在最佳工艺参数下得到试样的最低表面粗糙度为0.34μm、最高硬度为60.5HRC。结论基于响应曲面法的GCr15超声滚压表面性能预测模型准确有效。采用最优工艺参数能够获得最优表面质量。

圆柱齿轮滚轧成形数值模拟与突耳控制

滚轧成形技术可有效提高金属材料利用率、改善齿轮疲劳强度。对直齿圆柱齿轮的滚轧成形技术进行研究,推导齿面方程,实现了齿面点计算,利用DEFORM软件对直齿圆柱齿轮滚轧成形过程进行了模拟仿真,分析了等效应力场、等效应变场以及滚轧力的变化情况,明晰了各个阶段最大应变发生于坯料齿形中点偏齿根处、应力最大值在模具轮和坯料的接触处这一规律;探索了滚轧中突耳缺陷的形成机制,研究了摩擦因数对突耳的作用规律,实现了面向突耳控制的摩擦因数的优选,为圆柱齿轮的滚轧成形加工提供了理论基础。

基于ANSYS的大型波纹管辊压成型加工参数优化仿真

为了深入研究波纹管辊压成型机理,提高大口径波纹管制造成功率和生产效率,基于ANSYS软件建立了辊压成型的有限元模型,以直径为3 000 mm的大型波纹管为研究对象,分析辊压过程中相对滑动和偏移等现象,分别研究进给速度、辊轮转速、摩擦系数和辊压次数对成型加工的影响并得出最优加工参数。该加工参数优化方法可指导辊压装备设计和波纹管的实际加工。

卷到卷制程中基于降维观测器的优化状态反馈控制方法

卷到卷(roll-to-roll,R2R)制程普遍应用于柔性材料的量化生产中,其套色精度是产品质量的关键因素。R2R制程是一个多输入多输出、强耦合的复杂生产过程,实现高速高精度套色控制是其基本要求。首先,根据R2R印刷系统的状态空间模型,设计了基于降维观测器的状态反馈控制方法,同时通过粒子群优化算法对状态反馈的极点进行优化,实现了套色误差的高精度控制。将提出的套色控制方法与最新发表的全解耦比例微分(fully decoupled proportional-derivative,FDPD)套色控制方法进行对比,所提方法在套色精度上获得了50%~80%的提升,调节时间缩短了50%~65%,控制量绝对值之和仅为FDPD控制方法的46%~57%,这不仅减少了对执行机构的冲击,也节约了能量。对比结果证实了降维观测器的估值准确性,也表明所提方法能够明显提高控制性能。

基于模糊数学评定与响应面法优化杏子与玫瑰花酱复合果丹皮的研制

该研究在果丹皮传统配方工艺的基础上对复合果丹皮的辅料添加量配方进行了优化,以杏子和玫瑰花酱为主要原料,以酸味剂、凝胶剂、防腐剂为辅料,研制一款低糖复合果丹皮。采用单因素试验和Box-Behnken响应面优化法得到杏子与玫瑰花酱复合果丹皮的感官评分和杏子与玫瑰花酱的质量比、柠檬酸添加量、复合胶添加量、苯甲酸钠添加量的模型,经验证,模型合理可靠。通过模型系数显著性检验,得到以感官评分为响应值的主效应关系均为柠檬酸添加量>复合胶添加量>杏子与玫瑰花酱的质量比>苯甲酸钠添加量。得出最佳配方为杏子与玫瑰花酱的质量比2∶1、柠檬酸添加量0.2%、复合胶添加量3%、苯甲酸钠添加量0.04%,此配方下得到的感官评分为90.33分,与模型预测值较一致。结果表明,此数学模型较好地预测了杏子与玫瑰花酱复合果丹皮的配方。

螺纹钢切分轧制采用控轧控冷工艺生产实践

螺纹钢生产采用切分工艺,可以降低能耗和提高产能,采用控轧控冷工艺又可以显著降低钢坯合金成本,采用三切分工艺与控轧控冷工艺相结合,会增加技术难度。文章介绍了普通螺纹钢产线对传统三切分工艺进行优化后,与控轧控冷工艺相结合,解决了切分后进行飞剪切头控制稳定性差的问题;并通过进行多次控轧控轧工艺试验,摸索出各处关键温度控制范围,稳定了控轧控冷工艺产品的性能,保证产能与效率的同时降低了合金成本。

全钢载重子午线轮胎0°带束层散线原因分析及改善措施

分析全钢载重子午线轮胎0°带束层散线缺陷发生的原因,通过有限元仿真方法模拟轮胎成型过程中胎面辊压对0°带束层帘线末端散线位置橡胶的影响。通过优化成型辊压参数,减小0°带束层帘线末端散线位置橡胶的应变,使轮胎0°带束层散线缺陷发生率由0.4%降低到0.18%,在提高轮胎质量的同时也创造了良好的经济效益。

直线轴承塑料保持架注塑模具设计与工艺优化

为保证直线轴承塑料保持架注塑成型的质量,基于CAE技术对其进行了注塑模具设计与工艺优化。通过Moldflow模流分析确定了最佳浇口位置,设计了浇注系统和冷却系统,并以此为参考对塑件进行整体模具结构设计,模具结构采用弯销+滑块的侧抽芯机构设计实现保持架6个异形凹槽的成型;同时,注塑模拟初始分析结果显示翘曲变形量较大,故需进行注塑工艺优化,为确定不同工艺参数对成型质量的影响,以翘曲变形量为分析指标,采用正交试验对注射温度、模具温度、注射压力和保压压力4个工艺参数进行优化,得到最佳的工艺参数组合为注射温度280℃、模具温度100℃、注射压力100 MPa和保压压力90 MPa。最后,通过实际注塑生产验证了模具设计和工艺优化方案的合理性。

基于XGBoost算法对茶叶揉捻工艺参数的研究

茶叶揉捻后的碎茶率、成条率和细胞破坏率是衡量揉捻品质的重要指标。我国茶叶种类繁多,不同种类的茶叶揉捻没有统一标准,受主观能动性影响较大,易造成揉捻品质不一。针对这种情况,文章建立随机森林、XGBoost、支持向量机的茶叶揉捻工艺参数推荐模型,对比三种模型预测结果的评价指标,XGBoost的MAE、MAPE、RMSE指标值更小,其预测效果最好。采用XGBoost算法作为推荐系统核心,设计出茶叶揉捻参数推荐系统,并对推荐系统推荐参数进行试验。试验结果表明,按照推荐系统所推荐的揉捻参数进行茶叶揉捻,揉捻后的碎茶率、成条率和细胞破坏率已达到揉捻机作业性能指标。研究为智能揉捻提供一种新方法,对当前茶叶揉捻设备发展具有一定现实意义。

水平连铸铜板坯冷轧带材表面缺陷问题研究

电子设备朝着集成化、轻薄化和小型化发展,要求铜板带不仅具有良好的性能,更要满足高精度和高表面质量。本文针对某企业水平连铸生产的铜板坯冷轧后带材表面缺陷展开研究,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析、工业CT等手段观察了各类缺陷宏微观形貌并研究了形成的机理,并对带材表面缺陷产生原因和改善措施进行了探讨,为生产实践提供借鉴。

基于冷轧机架辊耗的冶金板材轧制主工艺优化研究

为实现对冷轧加工成本的控制,在确保机组实现稳定生产的条件下减少辊耗,以及有效避免轧辊剥落情况,给出了基于冷轧辊耗的轧制主工艺优化流程,并通过对冷连轧机进行整体分析,获得了更优的轧制主工艺,使辊耗显著下降。同时,以某钢厂1420冷连轧机组进行算例分析,结果表明:工艺优化后,辊耗程度目标值由0.474减小至0.156,降低了近68%;板形值由12.37减小为10.12,减小幅度为18%;采用该优化方法可通过调整轧制主工艺的方式使轧制阶段形成更均匀的辊间压力。该研究主要用于冷连轧生产线上,对提高轧制效率具有很好的推广价值。

热轧棒材精轧在线式轧机空过工艺研究与应用

研究了在线式轧机空过工艺与传统工艺下,棒材的金相组织及力学性能。阐述了在线式轧机空过工艺的优化效果。研究结果表明:采用在线式轧机空过工艺对轧制的直条棒材性能几乎无影响。采用在线式轧机空过工艺,每月可节约生产时间1500min,提高月产量5000t。

超薄热轧花纹板轧制工艺的优化

超薄热轧花纹板可实现“以热带冷”,特别是普通材质超薄花纹板,力学性能和机械性能要求较低,性价比高,应用领域广泛。超薄热轧花纹板的生产瓶颈体现在生产过程,因其在精轧工序变形量大、轧制力高、轧制速度快,易发生堆卡钢、甩尾事故。1580热轧线使用Q235B铸坯生产厚度1.2~1.8 mm的花纹板,初期使用常规轧制工艺,精轧机甩尾频繁,热轧线堆卡钢率超过5%,通过控制加热温度及两炉温差,制定合理的粗轧除鳞道次控制中间坯温度,提升卷箱速度改善中间坯头尾温差,对精轧轧辊、轧制速度、轧机负荷和弯窜辊的轧制参数进行优化,以及冷却卷取等工序的工艺进行优化,结合合理的轧制排程及轧制节奏控制,解决了轧制超薄极限规格花纹板堆卡钢率高的问题,实现了花纹板极限规格的小批量稳定生产。

异形截面环件虚拟轧制及其工艺优化

环件轧制是当前广泛应用于生产无缝环件的一种特殊塑性成形方法,然而轧制异形截面环件影响因素众多,控制环件成形具有高度的复杂性,采用传统的试凑法很难满足产品研发的需要。文章基于通用动力显式有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了RAW200/160-5型径轴向轧环机的三维仿真模型,并对斜L异形截面环件进行了虚拟轧制,实现了毛坯结构和轧制工艺的优化。结果表明,采用计算机模拟环件轧制生产过程,对于优化毛坯形状,制定或修改环件轧制工艺,缩减产品研发时间,降低生产成本,提高轧制效率具有重要意义。

考虑工时不确定的混合流水车间滚动调度方法

针对加工时间不确定的混合流水车间动态调度问题,提出一种基于滚动窗口的改进蚁群算法。为实现对事件驱动机制下重调度发生频率的有效缓冲,设计基于交货期偏差容忍度的滚动调度策略。同时为提高调度算法的计算效率,以应对现实生产中工时偏差的频繁发生,在滚动时域分解方法框架下提出一种改进的蚁群算法。一方面,通过压缩蚂蚁可选路径限制其移动范围,在缩短蚂蚁搜索周期的同时寻求新的解;另一方面,通过适当刺激蚂蚁尝试具有较弱信息素路径,提高所得解的全局性。通过实例仿真,分别对滚动调度策略和动态调度算法性能进行分析验证,得出较优的滚动调度策略参数,并验证了算法的优越性。最后给出实际生产算例,验证了滚动调度方法的有效性。