軋機(jī)非線性垂振系統(tǒng)動(dòng)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(jìn)一步轉(zhuǎn)型升級(jí)。然而，板帶軋機(jī)在高速軋制過程中經(jīng)常發(fā)生振動(dòng)現(xiàn)象，阻礙了軋制生產(chǎn)的高效化發(fā)展進(jìn)程，集中表現(xiàn)在機(jī)架與軋輥間產(chǎn)生的垂直于軋制方向的振動(dòng)，是破壞軋制系統(tǒng)穩(wěn)定性以致軋制厚度波動(dòng)的主要原因。因此，為提高板帶軋機(jī)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(duì)多種非線性因素影響下的板帶軋機(jī)輥系振動(dòng)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(dòng)態(tài)特性以及軋件變形滯后非線性特性等因素對(duì)軋機(jī)輥系振動(dòng)行為的影響。
　　其次，采用集中質(zhì)量法將板帶軋機(jī)輥系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jī)輥系振動(dòng)模型、軋制力動(dòng)態(tài)特性影響下的板帶軋機(jī)輥系振動(dòng)模型和軋件滯后變形非線性影響下的板帶軋機(jī)輥系振動(dòng)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(lì)等因素影響下的輥系振動(dòng)系統(tǒng)的周期響應(yīng)特性，分別得到各非線性因素變化對(duì)板帶軋機(jī)輥系振動(dòng)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(dòng)態(tài)響應(yīng)。運(yùn)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(gè)子區(qū)域選取開折參數(shù)得到板帶軋機(jī)輥系振動(dòng)系統(tǒng)所有分岔拓?fù)?。結(jié)合系統(tǒng)分岔圖

4、和最大Lyapunov指數(shù)曲線，分析板帶軋機(jī)輥系振動(dòng)系統(tǒng)隨軋制速度、外激勵(lì)幅值和頻率變化的分岔行為，得到系統(tǒng)分岔失穩(wěn)時(shí)的參數(shù)臨界值。運(yùn)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(yùn)動(dòng)的時(shí)滯狀態(tài)反饋控制策略。
　　最后，組建板帶軋機(jī)輥系振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)平臺(tái)，在板帶軋制生產(chǎn)線上進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。通過模型仿真分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比的方式驗(yàn)證了本文所建立的板帶軋機(jī)輥系非線性振動(dòng)模型及分析結(jié)果