軋機非線性垂振系統(tǒng)動力學(xué)特性及穩(wěn)定性控制策略研究.pdf

1、面臨日益嚴(yán)峻的資源與環(huán)境的約束以及產(chǎn)能和需求之間的矛盾，作為主要成材工藝的板帶軋制生產(chǎn)需要進一步轉(zhuǎn)型升級。然而，板帶軋機在高速軋制過程中經(jīng)常發(fā)生振動現(xiàn)象，阻礙了軋制生產(chǎn)的高效化發(fā)展進程，集中表現(xiàn)在機架與軋輥間產(chǎn)生的垂直于軋制方向的振動，是破壞軋制系統(tǒng)穩(wěn)定性以致軋制厚度波動的主要原因。因此，為提高板帶軋機軋制穩(wěn)定性和軋制精度、改善軋制產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，本文對多種非線性因素影響下的板帶軋機輥系振動行為及抑制策略展開研究。
　　首先，本

2、文分別研究了活塞桿與液壓油兩種介質(zhì)間彈性模量的差異所導(dǎo)致的液壓缸剛度非線性，液壓缸活塞與缸壁間非線性摩擦，軋制力動態(tài)特性以及軋件變形滯后非線性特性等因素對軋機輥系振動行為的影響。
　　其次，采用集中質(zhì)量法將板帶軋機輥系結(jié)構(gòu)簡化為彈簧-質(zhì)量塊模型，基于廣義耗散Lagrange原理分別建立液壓缸分段非線性約束下的板帶軋機輥系振動模型、軋制力動態(tài)特性影響下的板帶軋機輥系振動模型和軋件滯后變形非線性影響下的板帶軋機輥系振動模型，并在此基礎(chǔ)

3、上提出一類具有彈性和阻尼雙分段非線性約束模型。分析液壓缸非線性剛度、非線性摩擦、軋制速度和外激勵等因素影響下的輥系振動系統(tǒng)的周期響應(yīng)特性，分別得到各非線性因素變化對板帶軋機輥系振動系統(tǒng)幅頻響應(yīng)和穩(wěn)定性的影響規(guī)律。
　　然后，采用平均法和增量諧波平衡法等非線性問題求解方法得到各系統(tǒng)模型的動態(tài)響應(yīng)。運用奇異性理論得到系統(tǒng)在不同約束條件下的轉(zhuǎn)遷集，在由轉(zhuǎn)遷集劃分的各個子區(qū)域選取開折參數(shù)得到板帶軋機輥系振動系統(tǒng)所有分岔拓?fù)洹＝Y(jié)合系統(tǒng)分岔圖

4、和最大Lyapunov指數(shù)曲線，分析板帶軋機輥系振動系統(tǒng)隨軋制速度、外激勵幅值和頻率變化的分岔行為，得到系統(tǒng)分岔失穩(wěn)時的參數(shù)臨界值。運用Melnikov方法得到分段非線性約束系統(tǒng)發(fā)生混沌的條件解析表達(dá)式，并提出了分段非線性約束系統(tǒng)混沌運動的時滯狀態(tài)反饋控制策略。
　　最后，組建板帶軋機輥系振動測試試驗平臺，在板帶軋制生產(chǎn)線上進行振動測試實驗。通過模型仿真分析與實驗結(jié)果對比的方式驗證了本文所建立的板帶軋機輥系非線性振動模型及分析結(jié)果