CC BY
10
выбор решения (в случае изменения свойств руды) принимает решение и передаёт принятое решение органу принимающее окончательное решение. Вышесказанное представляется как гипотезы о деятельности агента. Известно лишь, что в каждой точке контроля он органолептическим методом осуществляет измерения. Неизвестно качество выполненных измерений, конечные эффекты принятых решений специалистом. Поскольку таких специалистов несколько и их профессиональный опыт различен и мера ответственности высокая в результате имеем мультиа-гентную организацию специалистов, с разным уровнем опыта и профессионализма, решающую одну проблему (задачу) - повышение эффективности ТП за счёт своевременного изменения режимов работы ТП в зависимости от свойств руды. Принцип мультиагентности обеспечивает возможность разработки системы управления качеством (для решения задачи коррекции ТП) на фоне функционирования ТП в плановом режиме.
Принцип №8. Событийно-имитационный подход к построению модели ТП. В отличие от других видов моделей (например, математических, процессных, логических и т.д.) имитационная модель характеризуется следующими особенностями:
1. Имитационная модель отражает структурные особенности исследуемого объекта.
2. Имитационная модель отражает процессы, происходящие в объекте исследования по принципу: «вход-процесс-выход».
3. Процессы представляются функциями и / или правилами, и / или экспериментальными таблицами, связывающими входы с выходами.
4. Целостность имитационной модели представляется системой ограничений на входы, выходы, процессы и связи (отношения).
5. Отношения между компонентами представляются ограничениями на связи между входами и выходами.
6. Динамика изменения состояния имитационной модели, характеризуется выходными переменными модели, зависящими от времени.
Все процессы, происходящие в объекте исследования, рассматриваются как события, характеризуемые временной протяженностью и определённой завершённостью. Рассмотренный принцип событийно-имитационной модели, через его особенности, обеспечивает возможность анализа объекта исследования, как в области принятых ограничений, так и в области параметров.
Рассмотренная совокупность принципов является методологической основой, для создания широкого класса компьютерных систем управления качеством дискретно-непрерывных технологических процессов на основе имитационно-событийного мультиагентного подхода.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛ УДАРНОГО ВЗАИМОДЕИСТВИЯ ПРИ ЗАХВАТЕ МЕТАЛЛА ВАЛКАМИ ТРУБОПРОКАТНОГО СТАНА
Натриашвили Тамаз Мамиевич
Докт. техн. наук, директор института механики машин, г. Тбилиси
Мебония Слава Арсеньевич Докт. техн. наук, зав. отдела, института механики машин, г. Тбилиси
Мшвилдадзе Придон Киязович
Акад.докт., гл.инж. института механики машин, г. Тбилиси
Ударные нагрузки в трубопрокатных станах обусловлены характером про-цесса прокатки на его начальной стадии, а именно захватом движущейся с оп-ределен-ной скоростью трубы-заготовки валками стана. При этом различают первичный захват металла , когда она вступает во взаимодействие с валками и вторичный захват, когда
труба-заготовка сталкивается с неподвижной оправкой установленной с помощью стержня в очаге деформации стана [1, с.42].
На рис.1 дана схема вторичного захвата трубной заготовки валками автоматического стана трубопрокатной установки.
Рис.1.Схема процесса вторичного захвата металла валками автоматстана
Поскольку при прокатке взаимодействие рабочих валков стана происходит с нагретым до высокой температуры металлом, при расчетах силовых параметров необходим учет пластических свойств металла, что значительно усложняет расчеты. В таком случае зависимость величины местного смятия а от усилия на контакте Р должна быть представлена в виде:
а = ЬРп,
где Ь — коэффициент податливости материала; п — - показатель степени, зависящий от формы соударяемых тел в зоне контакта. Разработанная в работе [2, с.35 ] феноменологическая теория удара позволяет расчитывать параметры удара для разного характера взаимодействия тел, в том числе и для упруго-пластического удара, поэтому рассматриваемый здесь метод расчета учитывает основные положения этой теории.
Выбор модели процесса соударения в значительной степени определяется скоростью соударяемых тел,
при этом минимальная скорость соударения тел при которой в материале возникают должна быть расчитана по формуле:
2Г4(1 — м) , 4(1 — Мг) 24 к Г--1--&
Уц =
Е1
Е,
Т1
ъг^юр.в5 (1 — 2^1)
Здесь М2 - коэффициенты Пуассона; Е15Е2 -модули Юнга; <731 - предел текучести материала; р1 -Плотность материала; е - коэффициент напряжен-ного состояния.
Исследованиями авторов работы [3, с.211] установлено, что при прокатке труб на автоматическом стане, оправочный стержень под действием осевой силы теряет устойчивость и принимает форму пространственной кривой, что в особенности характерно для автоматстанов малых трубопрокатных установок. С учетом этого, в данном случае, может быть принята расчетная схема п
роцесса соударения трубы-заготовки с оправкой автоматстана, представленая на рис.2.
Рис.2. Расчетная схема процесса соударения:
тпр - приведенная масса; М — масса стержня с оправкой; С - жесткость стержня; У0 — скорость трубы-заго товки
Приведенная масса определяется по формуле [4, с.19] :
т =
пр
21 в -Мб
где Iв — момент инерции валков автоматстана; 0)в — угловая скорость валка; У0 — скорость трубы-заготовки
Силовая функция при пластическом ударе имеет следующий вид:
а = ЬОп,
где Ь — коэффициент податливости материала; п — показатель степени. Показатель степени п может быть определен по диаграмма растяжения материала (см.рис.3) как отношение
Ща2
п =
tgа\
Рис.3. Диаграмма растяжения материала
В случае соударения тела массы тпр = т, движущегося со скоростью v0, с телом массы М опирающегося на
спиральную пружину жесткостью С система уравнений удара имеет вид:
МХ + СХ = 0(0
та + тХ = -0^ ) ................(1)
а = Ь0п
Параметры Ь и определяются через геометрические и механические характеристики соударяемых тел по методике изложенной в работах [5, с. 68]. Система уравнений (1) может быть преобразована в нелинейное дифурав-нение 4-го порядка с постоянными коэффициентами, решение которого воз-можно с примененем ЭВМ . Однако путем линеаризации зависимости
а = Ь0п может быть получено дифуравнение, разрешаемое способами приемлемыми для инженерных расчетов. Используя методику работы [6,с. 325], линеаризацию осуществляем путем приравнивания потенциальных энергий
2
V
0
нелинейной и линейной систем, в момент наибольшего сжатия при соударении:
Ъачёа — ■
с, а2
1 тах
1 + п
2
откуда жесткость линеаризованной системы равна
2Ъа_
1 + п
Податливость линеаризованной системы, как величина обратная жесткости, определяется выражением
5 — у ; тогда получаем,что а — 5 ■ 5, а ее вторая и / с1
четвертая производные соответственно равны а — 55),
а* =5)1Г.
Подставляя эти величины в систему уравнений (1) получаем линейное дифуравнение 4-го порядка с постоянными коэффициентами:
а т 2 С
здесь р — —; с —--собственная частота колеба-
М М
ний стержня.
Решение системы (2) имеет вид:
5 — + С2Со¿¿^ + С3Со8Х31 + С4Л4Р;
Путем последовательного дифференцирования этого выражения , с учетом начальных условий находим значения произвольных постоянных:
- С3 - 0; С2 -
V
¿2 ¿4
С4 - ^
4 ¿48
[1 -
1
х (¿2 - 1±Р)
тр5
1 + р
¿2 — тр1
5Ш + а5 + в5 — о
А —
1 + Р + ю2 т5
тр5
.(2)
Максимальное значение силы удара равно:
О- СпБтАп t + Сл ¿л t ,
^тах 22 тах 4 4 тах '
где t тах — время достижения максимального значения силы удара, определяемое
путем приравнивания нулю первой производной от
5тах *
Значение этого времени может быть найдено графически (см.рис.4).
Р —
с
тР5
Рис.4. Определение времени достижения максимума силы удара
Практические расчеты по данной методике, проведенные для случая прокатки труб D127х4 из стали 10 на автоматстане трубопрокатного агрегата 140 показали, что 4.
максимальное значение силы удара составляет порядка 38 тонн, что примерно в 1,6 раза превышает эту величину усилия при установившейся прокатке - 23 тонны [7,с. 130].
Список литературы 5.
1. Шевакин Ю.Ф., Глейберг А.З. Производство труб. М.,Металлургия, 1968. - 440 с.
2. Адамия Р.Ш., Лобода В.М. Основы рационального проектирования метал лургических машин. М.,Металлугия, 1984. - 128 с. 6.
3. Анисифоров В.П., Гриншпун А.И. Анализ усилий действующих на стержень автоматического 7.
стана. Тр. ВНИИМЕТМаш, сб. 29, 1971. - с.211-219.
Адамия Р.Ш., Мебония С.А., Микаутадзе М.М. Исследование сил ударного взаимодействия оправки со стержнем в очаге деформации авто-матстанов трубопрокатных установок. Тр.ГПИ, № 11(268), 1983. - с.19-26. Лобода В.М., Спиваковский В.Б. Определение параметров удара на основе феноменологических моделей неупругих сред. Металлургическое машиноведение и ремонт оборудования. М.,Ме-таллургия, вып.3, 1974. - с. 68-77. Бидерман В.Л. Прикладная теория механических колебаний. М.,Машиностр. 1972 Розов Н.В. Производство труб. М.,Металлур-гия,1974. - 598 с.
о
с1 -
