Research on Rolling Load Distribution Method based on Data Mining

A new method of establishing rolling load distribution model was developed by online intelligent information-processing technology for plate rolling. The model combines knowledge model and mathematical model with using knowledge discovery in database （KDD） and data mining （DM） as the start. The online maintenance and optimization of the load model are realized. The effectiveness of this new method was testified by offline simulation and online application.

考虑源荷储协同的主动配电网多时间尺度优化调度

随着分布式能源、柔性负荷和储能装置等资源的不断扩增,配电网逐渐转变成主动参与电网运行的调节与控制的主动配电网。针对储能装置、柔性负荷的利用效率较低等问题,提出一种荷源储协同的优化调度方法。首先,建立一个多时间尺度的主动配电网调度模型,然后以配电网电能质量最佳和最小运行成本为目标函数,以储能约束、网络平衡约束以及柔性负荷约束等作为约束条件。最后通过IEEE-33系统构建主动配电网,建立日前-日内的多时间尺度调度策略,利用随机权重粒子群算法求解多目标优化问题。验证了所提方法的可行性。

考虑滚动体变径的滚珠丝杠副滚珠载荷计算模型及其仿真研究

滚珠丝杠副是数控机床传动系统的核心部件之一,在外部轴向载荷的作用下,其内部滚珠所承受的接触载荷分布不均,滚珠与滚道之间接触载荷的变化将对滚珠丝杠副的刚度和寿命产生重要影响。目前现有的滚珠与滚道之间的接触载荷分析计算方法基本是将所有滚珠看作相同直径滚动体,承受载荷按照载荷均布来处理,这和实际滚珠承受载荷情况是不一致的。为了改善滚珠丝杠副内滚珠接触载荷的均匀性,在现有滚珠丝杠副载荷模型的基础上,建立了一种考虑各列滚珠直径可以变化的滚珠与滚道接触载荷模型,并通过该模型研究装配直径尺寸变化的滚珠来实现滚珠丝杠副内所有滚珠载荷分布均匀一致,最终达到提高滚珠丝杠副的刚度和寿命的目的。

考虑磨损的全断面硬岩掘进机主轴承寿命计算

主轴承是全断面硬岩掘进机传动系统的重要部件,在恶劣的服役环境下会因磨损疲劳复合作用导致寿命计算困难,分散性大,因此提出一种考虑磨损的TBM主轴承寿命预测模型。首先,为确定主推滚子载荷,建立主轴承载荷分布计算模型并通过有限元模型进行验证;然后,为获得滚子接触特性,建立滚子与滚道接触的局部有限元模型,以最大接触载荷为输入进行求解;最后,基于Archard磨损理论与连续损伤力学理论对主轴承疲劳寿命进行预测。某4.8 m级TBM主驱动轴承的寿命预测结果表明:滚子中心处不发生磨损,磨损深度从滚子中心到两端先增大后减小,导致最大接触应力从最初边缘处的1253 MPa增大至中心处的1584 MPa,滚子有效接触长度从94 mm增大至96 mm,计算得到主轴承寿命为15778 h。

基于改进斑点鬣狗算法的热轧带钢负荷分配智能优化

针对热连轧过程中由于负荷分配不均匀导致板形控制效果不佳的问题,以传统的轧制机理为基础建立负荷分配均匀、板形良好的目标函数,分别采用斑点鬣狗算法和改进斑点鬣狗算法进行单目标和双目标的负荷分配的优化求解。结果表明,改进斑点鬣狗算法将末机架的相对凸度差从0.000 834 5降低到0.000 014 83和-0.000 026 34,且在允许的范围内,上游机架负荷分配合理,充分发挥了轧机的轧制能力。

考虑游隙变化的圆柱滚子轴承疲劳寿命分析

针对传统的轴承寿命计算方法难以探究工作径向游隙对圆柱滚子轴承寿命的影响问题,提出了一种圆柱滚子轴承工作游隙的理论计算模型和考虑工作径向游隙的轴承寿命计算模型。首先,研究了过盈配合、离心力、温度、径向载荷、动压润滑油膜对径向游隙的影响机制,建立了圆柱滚子轴承工作游隙理论计算模型;然后,根据轴承工作游隙理论计算模型,将最大滚动体载荷与轴承工作游隙联系起来,建立了考虑工作径向游隙的轴承寿命计算模型;最后,以SFW250-8/850卧式水力发电机主轴上的圆柱滚子轴承SKF N324为研究对象,针对标准中定义的五个原始径向游隙组,根据轴承工作游隙理论计算模型计算得到了五个工作径向游隙组,再根据考虑工作径向游隙的轴承寿命计算模型,分析了五个工作径向游隙组的载荷分布和寿命,以此确定最佳工作游隙组,模型结果与ISO/TS 16281:2008计算结果、RomaxDesigner仿真结果作对比,验证了计算模型的可靠性。研究结果表明:过盈配合对轻载和中载条件下轴承的径向游隙影响最大,变化量分别为-30.768μm和-16.413μm;温度对重载条件下轴承的径向游隙影响最大,变化量为-16.866μm;轻载工况下游隙值为-43μm时,承担载荷的滚子数量为9个,寿命达到最大值48187 h,径向游隙的变化会影响轴承接触应力分布和受载滚子数量,进而影响轴承的寿命,不同载荷下轴承的最佳工作游隙值不同;轴承寿命计算模型的计算结果与ISO/TS 16281:2008的计算结果误差为3.48%,与Romax仿真结果误差为4.71%。该模型更贴近实际工况,可为轴承设计提供参考,并可根据实际工况选择合适的游隙来延长轴承使用寿命。

基于载荷分布因子的双排异径球转盘轴承力学分析与寿命计算

针对精密惯性导航测试试验转台用双排异径球转盘轴承,建立了轴向载荷和倾覆力矩共同作用下基于载荷分布因子的力学模型。首先,利用转盘轴承的变形协调条件,分别定义了上排沟道和下排沟道的球载荷分布因子,推导出2个载荷分布因子之间的关系;然后,运用转盘轴承的受力平衡条件,建立了利用载荷分布因子表示的平衡方程组;最后,通过遍历搜索,得到给定载荷作用下满足平衡方程组的载荷分布因子,在此基础上,进一步计算得到球载荷分布,利用得到的球载荷计算了多工况作用下的转盘轴承寿命,实现了转盘轴承的选型校核。

基于预测滚动的有源低压配电网三相不平衡治理方法

针对传统治理模式存在的控制时效性低以及与有源配电网不兼容等问题,该文提出了一种将负荷换相预决策和滚动优化相结合的三相不平衡治理方法。首先,分析了分布式电源对低压三相不平衡的影响机理。在此基础上,提出三相电流不平衡治理的预决策方法,在负荷换相预决策模块中采用降噪回归模型进行短期负荷预测,并利用启发式算法进行馈线电流平衡优化。进而,考虑到预测模型的学习能力有限,提出了三相电流不平衡治理的滚动优化的原理与方法。最后实例仿真分析表明,所提方法不仅能在新能源分布式接入的台区中获得较好的平衡效果,而且在没有历史数据或实时数据的情况下,预决策模块或滚动优化模块的独立工作仍能具有三相不平衡抑制能力。

基于板形补偿的热轧带钢负荷分配控制研究

为提高微中浪轧制的精确度和稳定性,通过模拟计算的方法分析了不同负荷分配控制方案对精轧出口板形的影响。结果表明,精轧出口凸度随F1~F3道次压下量的主动增加而减小,随F4~F6和F7道次压下量的主动增加而增加。F1~F3道次压下量对精轧出口凸度的影响最大,F1~F3道次压下量每增加10%,板凸度减小约0.04 mm。精轧出口的平直度随F1~F3道次和F4~F6道次压下量的主动增加而增加,随F7道次压下量的主动增加而减小。F1~F3道次压下量每增加10%,平直度增大2 IU;F7道次压下量每减小10%,平直度增大1 IU。另外,主动增加F1~F3道次和F4~F6道次的压下量会增大边部与中部的内应力极差,主动增加F7道次的压下量会减小边部与中部的内应力极差。

径向游隙对全钢轴承和陶瓷球轴承载荷分布和接触应力的影响

根据接触力学基本原理和滚动轴承设计基本理论给出了轴承载荷分布和接触应力的计算公式,应用滚动轴承载荷分布离散模型,通过编程求解轴承的载荷分布和接触应力。并以某电动机用深沟球轴承为例,计算不同径向游隙时全钢轴承和陶瓷球轴承的载荷分布和接触应力,结果表明:径向游隙对全钢轴承和陶瓷球轴承载荷分布的影响规律相似;在相同载荷下,陶瓷球和钢球的接触应力大小与轴承径向游隙密切相关,且存在最优径向游隙值。

改进人工鱼群算法在冷连轧负荷分配优化中的应用

针对冷连轧机负荷分配寻优速度缓慢的问题,采用了基于改进人工鱼群算法的优化方法。由于基本人工鱼群算法后期收敛速度慢、精度不高,所以对其中觅食行为的视野和步长进行了优化。首先给定一个较大的视野和步长,随着算法的迭代,视野不断减小,到某一值后不再改变,同时步长随着视野的减小而同比例减小。结合某钢厂五机架冷连轧机,以轧制力成比例分配为目标函数,以压下率为约束条件,通过MATLAB对轧制负荷分配的寻优过程进行仿真,结果表明改进后的人工鱼群算法在轧制负荷分配方面,具有算法实现简便、收敛速度快等优点,而且与典型轧制规程相比,各机架出口厚度误差最大为4.26%,为实际生产中轧制规程的制定提供了有效的方法。

常规热连轧精轧稳定性的影响因素及控制措施

石横特钢1780mm热连轧生产线于2022年4月建成投产,在热负荷试车期间,中间坯镰刀弯、精轧速度和入口温度、轧机负荷分配、活套张力等因素影响了精轧轧制的稳定性。通过改善中间坯质量、减少中间坯温降、优化穿带速度以及活套控制等措施,精轧稳定性明显提升,提高了板形和终轧温度的命中率。

综合等负荷函数法在双机架粗轧负荷分配中的应用

针对带钢热连轧双机架粗轧机组的特点,应用综合等负荷函数法进行负荷分配.分配时兼顾水平辊和立辊轧制的影响,在宽度和厚度两个方向进行等负荷函数的交替迭代计算,逐步优化规程,并在外层迭代中设置了机组轧制负荷超限情况下的道次数自动修正.根据上述方法设计规程设定系统软件并结合实例进行计算,随后对计算结果和计算速度进行了分析和校验,同时也对其应用于现场实时过程控制的一些问题提出了解决方案.

多种负荷均衡分配法

引入负荷函数，使之包含板带轧制所有约束条件，提出多种负荷均衡分配法优化轧制规程。新算法兼顾多方面的约束条件和目标，可以灵活调节各种负荷和约束条件的相对富余量，计算速度也比一般非线性规划快得多。

大型轧机滚动轴承延寿理论与方法研究

通过对轧机辊系机构的活动度分析、3维接触问题边界元解析、滚道热凸度分析和轴承座振动分析等 ,提出考虑结构弹性变形、热变形和运动副间隙时保证轧辊轴承内部均载的自适应均载原理和治烧延寿方法。本法在高刚度轧机滚动轴承治烧延寿实践中取得良好成效。

改进蚁群算法在热精轧负荷分配优化中的应用

本文尝试用改进的蚁群算法(IACA)求解热精轧机组负荷分配优化问题.首先,建立负荷分配优化的目标函数和约束条件.为了避免蚁群算法(ACS)在加速收敛中出现停滞现象,IACA通过局部和全局信息素浓度更新、引入约束条件的蚂蚁视觉启发函数和基于轧制理论的智力启发函数对状态转移规则进行改进计算;为了保证算法在迭代后期能够收敛,IACA动态更新状态转移规则中的阈值常数和局部信息素浓度挥发系数.基于实际生产数据的仿真结果表明,IACA能够按照目标函数的要求进行合理的负荷分配,且解的性能优于经验值;与其他优化算法比较,IACA具有较快的求解速度和较高的求解精度.

考虑分布式新能源动态不确定性的配电网灾后时序负荷恢复方法

现有弹性配电网负荷恢复研究较少考虑到接入的分布式新能源出力不确定性及其动态更新对负荷恢复策略的影响,同时新兴的动态微电网技术能根据不确定因素的预测曲线灵活调整网络拓扑,进一步提升系统弹性。为此,提出了一种考虑分布式新能源动态不确定性的配电网灾后时序负荷恢复方法。建立了基于高斯Copula的不确定因素预测概率分布滚动修正模型,并提出了基于切片采样法的场景生成方法形成分布式新能源出力和负荷的典型场景;在考虑动态微电网划分的基础上,建立了配电网多时段负荷恢复模型;将滚动修正与负荷恢复模型相结合,建立了弹性配电网在线负荷恢复决策框架。所提方法在改进的IEEE 37节点馈线测试系统中得到了验证,算例结果表明其能充分考虑动态变化的不确定性以及灵活的配电网拓扑对负荷恢复策略的影响,从而有效提高系统的恢复能力。

冷连轧机过程控制在线负荷分配方法

介绍了一种在线使用的冷连轧机负荷分配方法:通过查询数据库得到初始的负荷分配模式和负荷分配比,利用该负荷分配模式建立单目标负荷目标函数;采用简化的Newton Raphson法迭代求解非线性方程组,得到负荷分配的初始结果;根据第5机架轧制带钢长度对负荷分配结果进行修正,以克服轧制过程中带钢打滑现象;对负荷分配结果进行极限值的检查修正并最终确定负荷分配结果。该负荷分配方法用于在线,有较好的使用效果。

四辊轧机轴承载荷分布及辊系弹性变形

为准确分析四辊板带轧机滚动轴承的载荷分布及其对板形的影响,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立了包含支撑辊轴承及轴承座组件、轧辊和轧件的四辊轧机三维实体同步耦合有限元分析模型,通过对比和分析咬入阶段、稳定轧制阶段和抛钢阶段各列滚动体的受力情况,得到了轧制过程中轴承载荷的分布规律;与传统有限元计算模型相比,新建模型的轧件横向厚度分布计算结果与实验结果吻合较好。

滚动轴承支撑人字齿轮传动系统动力传递过程分析研究

为能更有效地分析滚动轴承支撑人字齿轮传动系统的振动传递特性,提出基于轮齿承载接触分析、同时考虑齿轮轴扭转变形及安装误差的人字齿轮左右轮齿啮合刚度计算方法,建立综合考虑时变啮合刚度、啮入冲击激励的人字齿轮啮合型弯-扭-轴耦合振动模型。在提出的考虑轴承内部载荷分布的滚动轴承支撑系统载荷分配计算方法以及包含承载滚子、内外圈的滚动轴承动力学模型基础上,较完整地分析人字齿轮传动系统的齿对啮合振动经由齿轮轴分配到支撑滚动轴承,最后再由轴承内圈传递到外圈的传递过程。以某滚动轴承支撑人字齿轮传动系统为实例进行的仿真计算结果表明:该振动传递计算方法较科学合理地计算出人字齿轮系统的动载荷传递过程,更精确地得到箱体轴承孔内壁的振动载荷,为下一步有效地分析人字齿轮箱体振动特性提供了保障。同时滚动轴承在传递载荷的过程中起到类似浮筏隔振系统的隔振降噪作用。