基于液壓缸非線性剛度的板帶軋機輥系振動特性及控制研究.pdf

1、隨著科技的進步和社會的發(fā)展，人們對板帶軋機中存在的振動問題越來越來重視。由于板帶軋機本身機械結(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，所以板帶軋機振動會時常發(fā)生。因此，人們迫切需要了解板帶軋機的振動機理，掌握抑制板帶軋機振動的控制方法，為此本文為消除板帶軋機振動，提高軋制產(chǎn)品的質(zhì)量，對液壓缸非線性剛度約束下的板帶軋機輥系振動特性及其控制方法展開了研究。
　　首先，本文針對目前非線性板帶軋機振動研究中的局限性，根據(jù)板帶軋機輥系

2、的機械機構(gòu)和液壓缸的工作原理，給出了液壓缸非線性剛度表達式，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，通過泰勒級數(shù)展開簡化了液壓缸非線性剛度表達式。這為研究液壓缸非線性剛度約束下的板帶軋機輥系振動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輥系簡化為彈簧-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輥系單自由度振動模型。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，在上述板帶軋機輥系單自由度振動模型的基礎(chǔ)上，考慮板帶軋機的機架的影響，將機架等效為一個質(zhì)量塊，建立了液壓缸非線性剛度約束下的板帶軋機輥系兩自由度振動模型。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輥系垂直振動方程，運用平均法求解出振動系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)。研究液壓缸非線性剛度和軋機結(jié)構(gòu)參數(shù)變化下的板帶軋機振動系統(tǒng)的幅頻特性、頻譜特性

4、和時域特性，這為抑制板帶軋機振動提供了理論參考。
　　最后，針對液壓缸非線性剛度約束系統(tǒng)的單自由度振動問題，建立了一種液壓缸非線性剛度約束系統(tǒng)的動力學(xué)控制模型。引入控制參數(shù)，分別采用Melnikov方法和Lyapunov穩(wěn)定性判別法對液壓缸非線性剛度約束系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行分析，得到系統(tǒng)參數(shù)對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)值解和仿真分析對比驗證，研究控制參數(shù)對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