宁湘锦 汪小凯 华 林 韩星会 张 科

1.武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室，武汉，4300702.武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心，武汉，430070 3.武汉理工大学材料绿色精密成形技术与装备湖北省工程中心，武汉，430070

超大型环件产品(如风电轴承、塔架法兰、核电支承环、火箭过渡环)是新型能源、航空航天装备广泛使用的关键主体结构件。环件径轴向轧制是制造高性能超大型整体环形构件不可替代的主流技术[1-2]。超大型环件轧制成形过程时间超长，环件几何尺寸变幅显著，如重型火箭用φ10 m级铝合金环件轧制时间长达30～40 min，是常规大型环件轧制时间的7～10倍，环件轧制后期，壁厚减小为原来的1/4～1/3，直径增大为原来的近5倍，转动惯量和刚度条件相对于初始环坯均呈指数倍变化，这些特点给超大型环件轧制的圆度和稳定性控制带来了巨大挑战。

近期有关超大型环件轧制成形的文献报道主要集中在环件塑性变形规律、轧制工艺参数分析、轧辊运动轨迹控制和难变形材料环件轧制工艺方面。ZHOU等[3]揭示了轧制工艺参数对大型环件径轴向轧制变形的影响规律，开展了φ9 m超大型钢环径轴向轧制试验研究。CLEAVER等[4]建立了基于受力平衡的轧制环件曲率变化解析模型，揭示了轧辊尺寸对环件轧制曲率变化的影响规律，研究了IN718环件径向轧制过程中约束辊数变化对温度演化和分布的影响。HENKE 等[5]结合环件轧制有限元模型和奥氏体不锈钢相变动力学模型，模拟预测了不锈钢环件轧制过程的微观组织演变和轧制力。徐坤和等[6]通过对大规格铝合金环件成形工艺参数的合理分配，实现了φ9 m级铝合金环件的轧制成形。LIANG等[7]通过对环件轧制变形结果反求随时间和空间变化的变形条件，提出了基于目标驱动的环件轧制智能建模仿真优化方法。QIAN等[8]基于Simufact软件建立了大型环件锻轧全过程仿真模型，模拟分析了锻轧全过程塑性应变、温度和晶粒尺寸的演变规律。

在金属零件成形过程智能控制方面，ALLWOOD等[9]阐述了闭环控制理论在金属零件成形性能控制方面的应用，指出未来需要建立更高效准确的金属零件成形性能在线评价和闭环控制模型。LIEH等[10]设计了弯管成形过程在线模糊逻辑控制器，可以实时有效地补偿弯曲回弹角。MANABE[11]针对板类冲压和液压胀形工艺，通过引入起皱、断裂等风险评估函数，设计压边力和冲压速度模糊控制器，提高了板类零件成形质量和成形极限。在轧环过程智能控制方面，JENKOUK等[12]将工业控制算法、传感器和执行器耦合到环件轧制有限元模型中，模拟实际径轴向轧环的闭环控制过程。