非线性约束下四辊冷轧机垂振特性分析与轧制参数控制研究

发布时间：2019-07-19 14:14

【摘要】：本文以某型号四辊冷连轧机的垂直振动为研究对象,对非线性约束下轧机垂直振动产生原因、特性以及重要的影响因数进行了仿真和分析。首先从不同的角度建立了四辊轧机垂振系统的动力学模型,并进行了响应求解;其次建立了相应的有限元模型,且对轧机辊系和机架进行了动力学模态分析;最后对影响轧机垂振的轧制参数进行了相应的仿真模拟分析。本论文主要的研究内容有以下几点:(1)考虑轧制力和轧件位移的滞后现象建立了轧机辊系对称滞后非线性动力学模型;其次考虑到轧机垂振系统中的非线性阻尼和刚度,建立了轧机辊系非线性刚度与阻尼动力学模型;最后基于垂直振动研究的精确度考虑,将轧机辊系进行分段研究,建立了轧机辊系多分段非线性模型。并对这三种模型采用多尺度法、增量谐波平衡法等非线性求解方法进行了求解,分析研究了工艺参数对轧机垂直振动特性的影响。(2)本文采用三维绘图软件SolidWorks建立了轧机辊系和机架的三维实体模型,并导入有限元分析软件ANSYS中建立了有限元模型,对四辊冷轧机的工作辊、支承辊以及机架进行了动力学模态分析。研究了轧机工作辊、支承辊、机架自身固有振型以及不同振动频率对其在垂直方向上的形变的影响。(3)为了研究各项参数对轧机垂直振动的影响,应用机械系统动力学软件ADAMS对导入的轧机刚性三维模型进行柔性分析,利用ADAMS中的柔性分析模块,将刚性模型中的工作辊柔性化,在ADAMS中对各参数进行定义,研究了轧制力、不同张力、不同阻尼和不同带宽对轧机轧制时垂直振动的影响,也对工作辊刚性和工作辊柔性下得到的垂直振动曲线进行对比分析。(4)本文通过对四辊冷轧机的工程测试,测试中对轧机轧制时辊系、机架的垂直振动特性和影响轧机的轧制参数进行分析,得出了相应的辊系和机架的频谱图和各因素作用下的轧机工作辊相应垂振频谱图。其与仿真结果进行对比分析,验证了仿真结果的准确性。
【图文】：

图 2.1 自激振动系统直振动模型建立振动建模方法分析处于振动状态时，会改变辊缝摩擦状态及轧制化中，图 2.2 所示为动态轧制过程示意图。冷在出口处由于轧件出现弹性恢复而产生较大的区由弹性变形区和塑性变形区两部分组成，这算。能源 振动系统 调节系统反馈激振

图 2.3 二自由度模型 图 2.4 四自由度模型 图 2.5 六自由度模型在二自由度模型中，模型参数：1M ---上辊系的等效总质量；2M ---下辊系的等效总质量；在四自由度模型中，模型参数：1M ---上工作辊质量；2M ---上支承辊质量；3M ---下工作辊质量；4M ---下支承辊质量；在六自由度模型中，模型相应参数为：1M ---上端横梁和机架的总体等效质量；2M ---上支承辊与其相应连接部件等效质量；3M ---上工作辊与其相应连接部件等效质量；4M ---下工作辊与其相应连接部件等效质量；5M ---下支承辊与其相应连接部件等效质量；6M ---机架下端横梁的总体等效质量。从模型参数也可以看出，模型自由度越大，其考虑的轧机结构参数就会越详细，其研究的内容就会越多，，耦合性越高，研究轧机振动的精确度也会随之增高。2.2.2 ADAMS 柔性模块在建模中的应用
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG333

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本文编号：2516359