彭艷

2001年9月至2003年9月在燕山大學材料工程博士后流動站從事博士后工作。

2002年晉陞為副教授。

2004年破格晉陞為教授。

2006年被聘為博士生導師。

曾先後主持霍英東教育基金項目、國家自然基金項目、河北省自然科學基金項目、中國博士后基金項目及多項大中型企業的科研項目；軟體專利1項。

發表40餘篇學術論文，其中被SCI、EI收錄29篇次。

研究成果

彭艷同志十餘年來，一直從事金屬塑性三維變形數值分析、板形板厚控制和軋制過程中材料宏觀力能參數和微觀組織性能關係等領域的科研工作。取得了如下研究成果：

1．板帶軋機板形控制的理論體系、數學模型模擬軟體及其應用

板形控制是板帶軋制的關鍵技術和高難度技術。制約我國板形控制技術水平提高的瓶頸和關鍵，是缺乏先進適用的板形控制數學模型和軟體。

本理論建立了板形控制的理論體系和數學模型，為工程技術研究開發奠定了寬廣基礎。提出比較完整的板形控制理論模型體系，系統地闡明了軋件三維塑性變形模型、輥系彈性變形模型、板形良好判別模型、板形偏差模式識別模型、板形控制模型等5類分支模型的作用及其相互聯繫。提出模擬板帶軋制三維變形的條元法和前後張力橫向分佈的數學模型，形成條元法的理論體系；採用分段影響係數法和差分法，系統地建立了7種主力板帶軋機機型的軋輥彈性變形數學模型；提出板形判別的條元法和求解判別因子的數學模型；明確提出板形控制的工藝策略和設備策略。將上述理論模型和控制策略按照其內在聯繫集成，研製出板形分析及預設定控制的模擬軟體，得到驗證和應用。本成果可以對板形進行分析、預報、判斷、模式分類和提取、尋優控制等，功能比較齊全，這是國內外同類研究未能達到的。該成果獲2004年度國家科技進步2等獎。

正在進行大型冷連軋機板形儀和板形閉環控制模型及系統研製工作。在上述板形分析和預設定控制研究的基礎上，從板形檢測輥的研製和閉環控制模型的建立這兩個關鍵方面著手，實現板形閉環控制。

2．熱連軋帶鋼微觀組織力學熱學宏觀尺寸耦合模型

對熱軋過程中板帶材宏觀尺寸形狀和微觀組織性能進行綜合控制研究，該方向已成為現代高精度板帶軋機的又一關鍵技術。宏觀尺寸形狀精度與宏觀力能參數及與之相對應的變形緊密聯繫著；力學性能是材料內部顯微組織結構狀態的外部表現，而顯微組織結構是力學性能的主要內部根據。主要研究內容包括：

（1）基於條元法的熱軋過程熱力微觀組織相互耦合的模擬模擬系統研究。藉助實驗研究結果，建立影響軋件內部性能質量的相關模型，運用條元法的金屬塑性變形模型、溫度場模型及材料微觀組織演變模型對低合金鋼的熱軋過程進行了計算機數值模擬，預測軋件熱軋后的晶粒尺寸，並根據預測結果對生產工藝進行優化。

（2）熱軋帶鋼冷卻過程組織演變及模型的研究。對冷卻后軋件組織性能進行預測計算，並與實驗結果進行對比，以驗證模擬系統及相關模型的正確性及可靠性。詳細分析溫度、冷卻速率、合金元素等工藝因素對軋件內部性能質量的影響規律，並利用模擬結果，對實際生產工藝過程進行工藝參數的優化。

該研究已獲“霍英東教育基金”和“河北省自然科學基金”資助。該研究方向中長期目標是，爭取用5~10年時間，將合金成分理論設計與軋制工藝相結合，建立先進鋼鐵材料的成分設計、幾何形狀和組織性能綜合控制，以及軋制工藝模型等完整理論體系，並應用於生產。

3．板形板厚動態綜合控制理論

一個好的軋機控制系統不只是停留在靠實測、反饋進行調節的技術水平，要想真正提高系統質量和控制精度，必須準確分析模型特性，建立基於模型的控制系統。軋機系統是複雜的機電系統，由機械、液壓、電子等技術相互滲透、融合而成。軋制過程動態特性是由多個具有不同物理屬性的運動通過相互耦合作用而決定的，是一典型的複雜非線性系統。建立連軋板形板厚綜合動態控制模型的關鍵在於考慮輥系沿軸向的動態特性、軋件沿寬度方向及軋制線方向的動態特性和輥系與軋件之間耦合動態特性。將連軋機組機電液系統耦合，以板形板厚綜合控制系統為主，綜合考慮其它子系統，從全局的角度研究連軋機組系統的動力學特性，對連軋機組進行動態模擬研究，對於提高軋制過程式控制制精度和水平、提高板帶材產品的尺寸精度具有重要意義。該研究方向的一部分研究內容已獲“國家自然科學基金”資助。

4．超大型環件軋製成形機理、設備工藝及微觀組織性能研究

環件軋制與整體模鍛成形工藝相比，具有設備噸位低、振動衝擊小、效率高和成本低等優點。隨著我國工業水平的進步和國防事業的發展，國民生產的許多領域對大型和超大型環件的需求越來越廣泛，如大型礦山、港口機械、航天及核工業。對於大型和超大型高速環件軋制裝備和技術的研究尚處於起步階段，缺乏理論指導。

大型和超大型環件軋制理論、技術和裝備的研究迫在眉睫。對於具有工程應用背景的超大型環件熱軋過程三維塑性變形理論的研究，考慮超大型環件軋制設備彈性變形和軋制工藝對環件質量、幾何尺寸和組織性能的影響，優化超大型環件軋制工藝和裝備關鍵參數，對於提高超大型環件產品的質量及其在國際市場的競爭力和提高自主創新水平具有重要意義。而超大型環件熱軋成形機理、設備工藝及組織性能優化是實現解決上述問題的關鍵科學問題。本研究提出一種適用於環件軋制的環條元法，建立了超大型環件軋制的金屬三維塑性變形模型，確定其應力應變場、位移場和力能參數；將環條元法和環件軋制理論相結合，優化環件軋制工藝參數和設備參數；將傳統的軋制理論和環件軋制理論相結合，研究超大型環件軋機輥系彈性變形、軋制溫度、軋制速度、軋輥凸度和軋輥輥型對環件產品質量的影響。該研究已取得初步結果。