基于液壓缸非線性剛度的板帶軋機(jī)輥系振動(dòng)特性及控制研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)板帶軋機(jī)中存在的振動(dòng)問題越來越來重視。由于板帶軋機(jī)本身機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及在軋制過程中含有多種非線性因素，所以板帶軋機(jī)振動(dòng)會(huì)時(shí)常發(fā)生。因此，人們迫切需要了解板帶軋機(jī)的振動(dòng)機(jī)理，掌握抑制板帶軋機(jī)振動(dòng)的控制方法，為此本文為消除板帶軋機(jī)振動(dòng)，提高軋制產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)液壓缸非線性剛度約束下的板帶軋機(jī)輥系振動(dòng)特性及其控制方法展開了研究。
　　首先，本文針對(duì)目前非線性板帶軋機(jī)振動(dòng)研究中的局限性，根據(jù)板帶軋機(jī)輥系

2、的機(jī)械機(jī)構(gòu)和液壓缸的工作原理，給出了液壓缸非線性剛度表達(dá)式，研究了液壓缸活塞位置與液壓缸非線性剛度之間的變化規(guī)律，通過泰勒級(jí)數(shù)展開簡(jiǎn)化了液壓缸非線性剛度表達(dá)式。這為研究液壓缸非線性剛度約束下的板帶軋機(jī)輥系振動(dòng)問題提供了理論基礎(chǔ)。
　　其次，考慮液壓缸非線性剛度的約束作用，本文采用集中質(zhì)量法將四輥板帶軋機(jī)輥系簡(jiǎn)化為彈簧-質(zhì)量塊，建立了一種液壓缸非線性剛度約束下的板帶軋機(jī)輥系單自由度振動(dòng)模型。采用平均法求得系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)，仿真分析非線

3、性剛度系數(shù)、外激勵(lì)幅值和液壓缸無桿腔初始位移等參數(shù)影響下系統(tǒng)的幅頻特性和分岔特性。
　　然后，在上述板帶軋機(jī)輥系單自由度振動(dòng)模型的基礎(chǔ)上，考慮板帶軋機(jī)的機(jī)架的影響，將機(jī)架等效為一個(gè)質(zhì)量塊，建立了液壓缸非線性剛度約束下的板帶軋機(jī)輥系兩自由度振動(dòng)模型。依據(jù)廣義耗散拉格朗日原理得到含有液壓缸非線性剛度的軋機(jī)輥系垂直振動(dòng)方程，運(yùn)用平均法求解出振動(dòng)系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)。研究液壓缸非線性剛度和軋機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)變化下的板帶軋機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)的幅頻特性、頻譜特性

4、和時(shí)域特性，這為抑制板帶軋機(jī)振動(dòng)提供了理論參考。
　　最后，針對(duì)液壓缸非線性剛度約束系統(tǒng)的單自由度振動(dòng)問題，建立了一種液壓缸非線性剛度約束系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)控制模型。引入控制參數(shù)，分別采用Melnikov方法和Lyapunov穩(wěn)定性判別法對(duì)液壓缸非線性剛度約束系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，得到系統(tǒng)參數(shù)對(duì)液壓缸非線性剛度約束系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響規(guī)律。通過數(shù)值解和仿真分析對(duì)比驗(yàn)證，研究控制參數(shù)對(duì)液壓缸非線性約束系統(tǒng)的影響規(guī)律，并給出了液壓缸非線性剛度約