第1章 绪论 1
1.1 复杂系统建模及轧制过程仿真的国内外研究现状 1
1.2 虚拟样机技术及其国内外研究现状 3
1.2.1 虚拟样机及虚拟样机技术 3
1.2.2 虚拟样机技术的国内外研究现状 5
1.3 多体系统动力学研究的进展及应用 8
1.3.1 多体系统动力学的研究进展 8
1.3.2 柔性多体系统动力学在轧制领域应用的理论意义 10
1.4 复杂系统虚拟样机技术的核心——多领域建模与协同仿真 13
1.4.1 多领域建模 14
1.4.2 协同仿真 15
1.5 复杂系统多领域建模与协同仿真运行的关键使能技术 16
1.6 多领域协同仿真的实现方法 16
1.7 课题的来源、意义及研究方法 18
1.7.1 课题的来源及意义 18
1.7.2 研究的主要内容和方法 19
第2章 板带轧制基本理论及建模软件的接口原理 21
2.1 板带几何尺寸精度控制的基本理论 21
2.1.1 板带几何尺寸精度的基本概念 21
2.1.2 厚度控制的基本思想 21
2.1.3 影响轧件出口厚度的因素 24
2.1.4 描述板带断面形状的主要参数 28
2.1.5 液压弯辊法的相关概念 30
2.1.6 1676mm冷连轧机液压辊缝控制系统的组成 31
2.2 基于接口的多领域建模技术研究 33
2.2.1 基于虚拟样机技术的商品化软件 33
2.2.2 多领域建模软件的数据模型与接口原理 34
2.3 应用研究 45
2.3.1 Smith预估器在冷轧机出口厚度控制系统中的应用 45
2.3.2 弯辊系统在四辊轧机辊缝控制中的应用研究 52
2.3.3 神经模糊PI控制在冷连轧机弯辊系统中的应用研究 58
2.3.4 ANSYS在矿用减速器箱体优化设计中的应用 63
2.4 本章小结 87
第3章 基于虚拟样机的轧机垂振分析与振动抑制 88
3.1 轧机振动的研究现状及进展 88
3.2 轧机机座垂振系统的基本原理 91
3.2.1 垂直振动的分类 91
3.2.2 垂振的基本原理 92
3.3 轧机机架与轧辊的模态分析 95
3.3.1 模态分析原理 97
3.3.2 有限元分析原理 97
3.3.3 机架计算模态分析 99
3.3.4 轧辊计算模态分析 103
3.4 轧机垂振模型的简化 106
3.5 垂振系统的等效质量和等效刚度计算 107
3.6 冷轧机垂振系统虚拟样机的建模与仿真实验 108
3.6.1 冷轧机垂振系统的建模 108
3.6.2 基于ADAMS/Vibration的垂振实验分析 109
3.7 基于虚拟轧机的垂振抑制 113
3.8 本章小结 114
第4章 HGC系统的建模与仿真 115
4.1 基于时频分析的HGC系统的建模与仿真 115
4.1.1 HGC系统建模 115
4.1.2 HGC系统动态特性分析 123
4.1.3 影响HGC系统动态特性的因素研究 124
4.2 HGC机械、液压系统模型的集成 126
4.2.1 液压系统虚拟样机技术 126
4.2.2 HGC系统的工作原理及模型简化 127
4.2.3 1676mm冷轧机HGC系统虚拟样机的建立 128
4.3 基于接口的HGC系统的协同仿真 130
4.3.1 确定ADAMS的输入和输出 130
4.3.2 HGC控制系统建模 131
4.3.3 设置协同仿真参数 132
4.3.4 基于协同仿真方法的PI控制参数寻优 133
4.4 本章小结 135
第5章 刚—柔耦合多体系统的多领域建模与协同仿真 136
5.1 刚—柔耦合多体系统的多领域建模方法研究 137
5.1.1 机械系统建模 137
5.1.2 液压系统建模 142
5.1.3 虚拟轧机模型的验证 145
5.2 基于刚—柔耦合虚拟轧机的协同仿真 151
5.2.1 液压压下及液压弯辊系统对板厚、板凸度的影响研究 151
5.2.2 基于虚拟轧机的垂振系统振动性态的研究 160
5.3 本章小结 166
第6章 冷轧带钢板厚、板凸度在线监测系统开发 168
6.1 虚拟仪器与虚拟仪器技术 168
6.2 系统的检测原理与硬件构成 170
6.2.1 系统的功能及检测元件的确定 170
6.2.2 系统的检测原理 170
6.2.3 虚拟监测系统的硬件框架 173
6.2.4 数据采集卡的选用及设置 174
6.3 基于虚拟仪器技术的监测系统开发 176
6.3.1 监测系统主面板 176
6.3.2 监测系统设置模块 177
6.3.3 数据采集模块 178
6.3.4 历史数据查询和报警子模块 180
6.3.5 功能补偿模块 183
6.4 实验分析 184
6.4.1 仪器监测系统与现场实际工况对比实验 184
6.4.2 仪器监测系统与虚拟轧机仿真结果对比实验 187
6.5 本章小结 189
第7章 结论与展望 190
参考文献 192