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

1、四輥軋機(jī)的垂直振動(dòng)影響因素很多,為了研究四輥軋機(jī)垂直振動(dòng)的振動(dòng)規(guī)律特征和固有特性,考慮到多種因素對(duì)軋機(jī)垂直振動(dòng)的影響,從不同的角度建立了四輥軋機(jī)垂振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,并建立了有限元模型,本論文研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)采用簡(jiǎn)化模型,建立了四輥軋機(jī)垂直振動(dòng)系統(tǒng)六自由度動(dòng)力學(xué)模型,利用Matlab計(jì)算出動(dòng)力學(xué)模型的各階固有頻率和相應(yīng)的主振型,并對(duì)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(dòng)系統(tǒng)二自由度非線性動(dòng)力學(xué)模型和四自由度非線性動(dòng)力學(xué)模型,并進(jìn)行求解得到相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)微分方程。以二自由度非線性動(dòng)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(dòng)的動(dòng)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(dòng)力學(xué)模型,并得到非線性滯后動(dòng)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(dòng)力學(xué)模型,得到非線性分段動(dòng)力學(xué)方程。通過MATLAB軟件對(duì)非線性分段動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行仿真分析,得到軋機(jī)垂直振動(dòng)系統(tǒng)非線性分段動(dòng)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(dòng)的動(dòng)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(duì)機(jī)架進(jìn)行應(yīng)力分析,得到機(jī)架在兩種典型振動(dòng)

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(duì)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(duì)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(duì)某廠四輥軋機(jī)的測(cè)試實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲得的四輥軋機(jī)垂振動(dòng)測(cè)試信號(hào),采用下工作輥和上工作輥在某700ms時(shí)間段內(nèi)的垂直振動(dòng)位移曲線,然后將有