تحلیل نظری و عملی چتر در نورد سرد ورق
چکیده
چتر در نورد پدیده ای است که به طور ناگهانی بروز کرده و در مدت زمان کوتاهی اثرات مخرب خود را اعمال می کند. در این تحقیق سعی شده است تا با استفاده از روشهای نظری و عملی، شناخت جامع تری از پدیده چتر در نورد سرد حاصل گردد. فعالیت های انجام شده در این رساله را می توان به سه بخش تقسیم کرد. بخش اول به شبیه سازی های انجام شده برمی گردد. در بخش دوم آزمایش های عملی انجام گرفته و تحلیل شده است. بخش سوم مربوط به بهینه سازی سرعت نورد با قید اجتناب از چتر می باشد. برای مطالعه چتر نیاز به مدلی است که هم دربردارنده فرآیند نورد و هم شامل سازه آن باشد. مدل های موجود همگی تحلیلی بوده و دارای فرضیات ساده کننده زیادی می باشند. در این تحقیق برای اولین بار تکنیک ale در اجزاء محدود به منظور شبیه سازی پدیده چتر مورد استفاده قرار گرفته است. استفاده از مدل اجزاء محدود باعث حذف بسیاری از فرضیات ساده کننده فرآیند شده است. در این رساله چهار مدل اجزاء محدود مختلف، همگی با استفاده از تکنیک ale، ارائه شده است. در مدلهای دوم وچهارم شرایط حاکم بر واحد نورد دو قفسه ای مجتمع فولاد مبارکه شبیه سازی شده و نتایج آن با داده های عملی حاصل از این واحد مقایسه شده است. تحلیل و بررسی مدلهای اجزاء محدود نشان داد که بخش الاستیک ورق که بین قفسه ها قرار می گیرد، نقش مهمی در بروز پدیده چتر دارد. بازبینی روابطی که تاکنون برای تعیین کشش ها مورد استفاده قرار می گرفته است، منجر به مطرح شدن ایده جدیدی در شبیه سازی رفتار بین قفسه ای ورق گردید. این ایده متکی بر تئوری پخش امواج در محیط الاستیک می باشد. تئوری مطرح شده در قالب یک برنامه شبیه سازی پیاده شده و صحت کارایی آن از طریق مقایسه با داده های عملی اثبات شده است. بنابراین در ادامه سعی شد با انجام آزمایش های عملی، فهم بهتری از چتر در نورد حاصل گردد. بدین منظور سه آزمایش طراحی گردید و در این واحد انجام شد. در این آزمایش ها با استفاده از سنسورهای شتاب سنجی که در محل های مختلف قفسه نصب گردید و همچنین به کمک میکروفون، رفتار هر دو قفسه در لحظه وقوع چتر تحلیل شد. بخش آخر این رساله به بهینه سازی فرآیند نورد در واحد نورد دوقفسه ای مجتمع فولاد مبارکه پرداخته است. مشکلی که در این واحد وجود دارد این است که امکان استفاده از سرعت نامی دستگاه وجود ندارد و چتر به صورت یک بازدارنده عمل می کند. در این واحد، نورد در سه مرحله به صورت رفت و برگشتی صورت می گیرد. مشکل چتر بیشتر در مراحل دوم و سوم خود را نشان می دهد. هدف از این بخش، تنظیم پارامترهای نورد به منظور دستیابی به سرعت های بالاتر بوده، به گونه ای که پدیده چتر هم رخ ندهد. بدین منظور بر پایه شبیه سازی هایی که انجام شده بود و با ترکیب روشهای طراحی آزمایش، شبکه عصبی، تحلیل آماری و الگوریتم ژنتیک، بهینه سازی انجام پذیرفت. نقاط بهینه در عمل هم مورد ارزیابی قرار گرفت و مشخص شد که حدود 20 درصد افزایش سرعت در مرحله دوم و حدود 10 درصد افزایش سرعت در مرحله سوم حاصل شده است.