基于润滑摩擦效应的冷轧机主传动系统扭振研究

发布时间：2017-07-25 20:39

  本文关键词：基于润滑摩擦效应的冷轧机主传动系统扭振研究

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【摘要】：轧机主传动系统扭振问题一直是困扰生产实践的技术难题,为采取更加合理的抑振措施,保证设备安全、高效运行,仍需要进一步研究系统扭振的机理。本文以冷轧机主传动系统为研究对象,侧重分析轧制润滑摩擦因素,建立了系统扭振动力学模型,通过解析计算和数值仿真,分析了系统扭振的动力学特性,得到了润滑摩擦因素对系统扭振的影响规律,为生产实践中合理制定润滑摩擦制度、抑制轧机扭振提供了理论指导。首先,应用轧制润滑摩擦理论,推导得出了系统润滑摩擦阻尼力模型。利用集中质量法和含耗散项的广义Lagrange方程,建立了轧机主传动系统扭振两自由度非线性动力学模型。其次,利用渐进法对上述扭振模型的动态响应进行求解,分别得到了系统自由振动和周期外激励作用下系统响应的近似解,并对解的结构和形态进行了分析,为进一步研究系统扭振规律提供了参考依据。再次,在上述系统扭振模型的基础上,分析了系统静态及动态分岔特性。应用多尺度法求解了系统的主共振幅频方程,并利用奇异性理论得出了系统转迁集和分岔曲线的拓扑结构。利用Hurwitz行列式得到自治系统的霍普夫(Hopf)分岔点,并给出不同润滑参数下系统在分岔点邻域内的响应曲线。最后,基于系统扭振动力学模型,研究了自治系统的混沌特性。应用Cardano公式分析了系统的平衡点,在此基础上利用待定系数法讨论了系统同宿轨道的存在性,依据Silnikov定理给出了系统混沌运动的判据,并通过数值仿真得到了摩擦系数变化下系统的混沌运动以及由倍周期分岔通向混沌的途径,验证了理论分析的正确性。
【关键词】：轧机主传动系统 扭转振动 润滑摩擦 分岔 混沌
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG333
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 轧机主传动系统扭振的表现形式和特征11-12
• 1.3 国内外研究现状12-16
• 1.3.1 系统扭转振动机理研究现状12-15
• 1.3.2 轧制润滑摩擦机理研究现状15-16
• 1.4 本文的主要研究内容16-18
• 第2章 基于润滑摩擦效应的轧机主传动系统扭振模型18-25
• 2.1 引言18
• 2.2 轧制润滑摩擦模型18-22
• 2.2.1 润滑油膜厚度模型18-20
• 2.2.2 摩擦因数返算公式20-21
• 2.2.3 摩擦因数机理模型21-22
• 2.2.4 摩擦阻尼力模型22
• 2.3 系统扭振动力学模型22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 轧机主传动系统扭振动力学模型求解25-34
• 3.1 引言25
• 3.2 系统动态响应求解25-33
• 3.2.1 自由振动响应求解27-30
• 3.2.2 周期激励下扭振响应求解30-33
• 3.3 本章小结33-34
• 第4章 润滑条件对系统扭振分岔特性的影响研究34-44
• 4.1 引言34
• 4.2 分岔基础理论34-35
• 4.3 系统静态分岔特性35-40
• 4.4 系统霍普夫分岔特性40-43
• 4.4.1 分岔点计算40-42
• 4.4.2 数值仿真42-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第5章 摩擦状态对系统扭振混沌特性的影响研究44-54
• 5.1 前言44
• 5.2 混沌基础理论44-46
• 5.3 系统混沌特性分析46-53
• 5.3.1 平衡点及特征值分析46-47
• 5.3.2 同宿轨道分析47-51
• 5.3.3 数值仿真51-53
• 5.4 本章小结53-54
• 结论54-56
• 参考文献56-61
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果61-62
• 致谢62-63
• 作者简介63

【参考文献】

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本文编号：573197