虚拟技术在轧钢机械中的应用研究获奖科研报告

虚拟技术在轧钢机械中的应用研究获奖科研报告摘要：根据我国当前工程发展现状来具体分析虚拟技术在轧钢机械中的应用，并探讨在信息化时代虚拟技术在轧钢机械应用过程中存在的不足，特别是计算机软硬件快速发展促使虚拟技术在各个领域的创新与完善程度也有了巨大的提高。本文以此为出发点分析了虚拟技术在轧钢机械中的应用，并在轧钢机械参数化设计、实验平台等方面做了深入分析，此外也从轧机参数化辅助设计平台的建立中研究了虚拟技术的应用，最后从虚拟技术在轧钢机械应用中具备的缩短新品开发周期、提高效率降低成本和优化现工艺设计三个方面研究了其具有的意义。

关键词：虚拟技术;轧钢机械;虚拟设计

1前言

1.1虚拟技术的发展现状

虚拟技术在信息化时代发展非常快，特别是计算机软硬件技术的成熟更是促进虚拟技术在各个领域不断开展，虚拟样机技术和其他学科的不断融合以及与其他技术的不断交叉，使得虚拟技术迅速成长为一个产业。国际上虚拟轧钢技术发展比较早，并且也取得了一些成绩，我国国内也对轧钢过程仿真分析有了一定的积累，并且也开展了多种实验，可是其中很多成果都是属于某一单项、局部形态和静态力学等研究。主要是因为轧制机理特别繁杂，而虚拟技术涉及到的方面比较广，需要多学科参与造成技术突破非常难，所以我国在虚拟技术研究方面依然有很长的一段路需要走，轧钢机械中的应用研究需要从参数传递、可变参数修改、全面动态仿真等方面进行深入探究。

1.2虚拟样机技术在轧制领域中的应用

电脑技术越来越成熟，特别是软硬件的開发和利用有了飞快的增长，当前伴随三维建模技术和仿真技术的开发和利用，应用电脑模拟和优化在轧钢机械中的应用也变得非常普遍，在轧钢企业深化改革背景下应用虚拟技术促进轧钢机械地发展成为具有划时代意义的一种方法。虚拟技术需要用电脑三维建模和仿真技术来作为其开展调解，在实际操作过程中需要把电脑辅助设计、动力学、三维参数化建模技术、数值计算方法、数据库技术等多种方法和技术融合到一块，采用最为先进的虚拟可视技术来作为表征现实技术，可以在各种场景中替代物理样机来更科学的处理现实工程中出现的问题。

2应用虚拟技术建立轧机参数化辅助设计平台

轧机参数化辅助设计平台是当前虚拟技术最为成熟的一项关键技术，其需要以完善的轧制产品数据流为设计条件，并融合多种技术对轧机所有的关键设备结构和尺寸实施参数化设计，能够快速高效的建立虚拟样机系统来深入研究轧钢机械参数。参数化构建是目前研究的重点项目，主要目的就是构建轧机控制图并实现对每一个零部件实施参数化的过程。因为在轧钢机械设备在设计的时候必须要应用产品数据流来研究轧钢装备总体配置和所有重要零部件间的装配关系与工作状态，这样可以研究和明确轧机的外形与重要零部件关联尺寸、极限尺寸。而为了能够让轧机能够正常运转且让每一个零部件装配关系需要科学控制，而修改尺寸控制图是一项特别繁杂和重要的工作，这需要进行多次试验和反复研究才可以成功。采用虚拟技术创建轧机结构控制图，能够有效的提高工作效率，并融合计算机技术创设能够实现人机交互的轧钢机械设计分析平台。

3虚拟技术在轧钢机械生产中的应用意义

3.1缩短新品开发周期

当前下信息化时代轧钢企业在研发新产品的过程中依然会沿用传统的模式，这一做法严重制约了轧钢企业的进一步发展。在轧钢机械开发的整个阶段假如在测试阶段出现问题就必须要重新设计，并寻找出现问题的原因和研究设计工艺不合理的地方，修改完成之后就需要再次进行生产准备和机械测试，假如依然存在问题和不合理的设计工艺就必须要再次重复上述过程，一直到在测试阶段没有问题，轧钢机械测试才算结束。为了研发和创新新的生产工艺，中间要准备很长时间，尤其是从设计再到最后的成熟，必须要逐个问题的去解决，不但进行完善，这样就会消耗很长时间，最后取得的成绩也不可预知，此外也会产生巨大的物料消耗，在人力和物力上的浪费非常惊人。而我们应用虚拟技术和应用最新的计算机软件，应用软件来模拟轧钢的所有环节和细节，严格根据实际情况来展开模拟，并根据创设的各种虚拟环节来改进和创新生产工艺，完全依照软件的规则和条件来实施实验，那么就能够让轧钢企业大幅度缩短新产品开发周期，减少不必要的浪费，节省大量的人力和物力来响应国家的节能减排号召，轧钢企业也能够应用虚拟技术的优势来快速抢占市场提供自身的竞争力，在提升产品质量的同时也可以为轧钢机械名牌战略提供帮助。

3.2不断优化轧钢机械工艺设计

虚拟技术的发展为轧钢机械制造工艺提供了无限的可能，因为不需要实际实验和免除了人力和物力的投入，就使得虚拟技术的优势很好的体现出来。应用虚拟技术来对轧钢机械进行工艺设计，能够快速和准确的检验工艺的优劣。因为工艺设计的好坏最终能够对轧钢制作中的成材率有直接影响，决定了轧钢企业最终的经济效益，并且好的轧制工艺也具备良好的冗余度，提高轧钢机械地可操控性，应用虚拟技术提供的虚拟轧制环境，在减少物料成本的同时也能够提高工作效率，而且也可以模拟现实中不存在的环境，甚至也可以模拟轧钢生产中的许多非正常情况，例如可以模拟生产低温钢和超大尺寸胚料等，而这些情况在传统轧钢机械制造中是不可能实现的。因此应用虚拟技术不断优化现代轧钢机械地工艺设计能够更为广泛的提高生产效率。

3.3提高轧钢机械应用效率降低成本

轧钢实际生产过程中经常会由于某些因素影响使得某一台或者多台轧钢机械不能正常运转，而企业为了能够完成订单和不影响产量，甚至为了最求最大利润和防止出现耽误轧钢生产的问题，通常会依据固有经验把之前分配给上述轧机的压下量全部分配到别的正常轧机上。而此种分配是根据过往经验和工人的自身积累来进行分配，缺少科学的根据和有力的证明，假如应用虚拟技术在计算机上应用软件来在虚拟环境的基础上研究分析此种现象，这样就能够根据模拟软件科学的把出现问题而不能够工作的轧机压下量科学的分配到没有问题的轧机上去。另一方面应用虚拟现实技术可以快速的发现轧钢机械地问题并有针对性的对工人进行技术培训，也可以制定详细的培训计划，有针对性地在轧钢机械知识方面对工人进行培训，进而有效的提高轧钢机械生产制造效率。应用虚拟技术改进轧钢机械地生产工艺能够减少生产中的物料消耗，并在改进生产工艺的前提下减少问题的产生，避免轧钢机械生产过程中废品的产生进而提高轧钢企业的经济效益和降低生产成本。

4结语

信息化时代下虚拟技术快速发展并在多个领域获得了广泛的应用，而虚拟技术在轧钢机械中的应用能够有效的提高企业的效率和减少不必要的物料消耗，在提高轧钢企业经济效益的同时也提升轧钢企业在深化改革背景下的竞争力。本