四輥軋機(jī)垂直振動系統(tǒng)動力學(xué)建模及仿真分析.pdf

1、四輥軋機(jī)的垂直振動影響因素很多,為了研究四輥軋機(jī)垂直振動的振動規(guī)律特征和固有特性,考慮到多種因素對軋機(jī)垂直振動的影響,從不同的角度建立了四輥軋機(jī)垂振系統(tǒng)動力學(xué)模型,并建立了有限元模型,本論文研究內(nèi)容如下:
　　(1)采用簡化模型,建立了四輥軋機(jī)垂直振動系統(tǒng)六自由度動力學(xué)模型,利用Matlab計算出動力學(xué)模型的各階固有頻率和相應(yīng)的主振型,并對固有頻率和主振型進(jìn)行分析;考慮到軋機(jī)垂振系統(tǒng)中的非線性剛度和非線性阻尼,建立了考慮非線性剛度

2、和阻尼的垂直振動系統(tǒng)二自由度非線性動力學(xué)模型和四自由度非線性動力學(xué)模型,并進(jìn)行求解得到相應(yīng)的動力學(xué)微分方程。以二自由度非線性動力學(xué)微分方程為例,通過MATLAB軟件進(jìn)行仿真分析,得到軋機(jī)垂振系統(tǒng)二自由度非線性主共振和非主共振的幅頻特性曲線,并通過幅頻特性曲線分析非線性因素下,軋機(jī)垂直振動的動力學(xué)特性;考慮軋制過程中軋件非線性滯后彈塑性變形,建立了軋機(jī)輥系非線性滯后動力學(xué)模型,并得到非線性滯后動力學(xué)方程;考慮到輥系受到的彈性約束,建立考慮

3、彈性約束的垂振系統(tǒng)非線性分段動力學(xué)模型,得到非線性分段動力學(xué)方程。通過MATLAB軟件對非線性分段動力學(xué)方程進(jìn)行仿真分析,得到軋機(jī)垂直振動系統(tǒng)非線性分段動力學(xué)模型的主共振和非主共振的幅頻特性曲線,并通過幅頻特性曲線分析彈性約束下,軋機(jī)垂直振動的動力學(xué)特性。
　　(2)基于以上建模和仿真,采用Solidworks三維軟件建立機(jī)架和輥系三維模型,采用SimulationXpress應(yīng)力分析模塊對機(jī)架進(jìn)行應(yīng)力分析,得到機(jī)架在兩種典型振動

4、頻率下的應(yīng)變分布云圖;建立軋制過程有限元模型,采用ANSYS/LS-DYNA軟件,對軋制過程進(jìn)行有限元模擬分析,得到軋制過程模型等效應(yīng)力分布云圖,最后,根據(jù)軋制過程模型的應(yīng)力分布和輥系應(yīng)變分布,通過有限元法,對下工作輥和下支承輥的應(yīng)力和應(yīng)變進(jìn)行分析,得到相應(yīng)的應(yīng)力、應(yīng)變分布圖。
　　(3)根據(jù)對某廠四輥軋機(jī)的測試實驗,通過實驗測試獲得的四輥軋機(jī)垂振動測試信號,采用下工作輥和上工作輥在某700ms時間段內(nèi)的垂直振動位移曲線,然后將有