液压缸非线性作用下轧机辊系振动特性及机理研究北大核心CSCD

对轧机振动系统中液压缸的结构特点、运动特点以及相关因素的影响进行了分析,理论研究表明,液压缸非线性弹性作用可以由三势阱Mathieu-Duffing振子来描述。同时,考虑轧机辊系结构和外激励的影响,运用非线性动力学原理,建立了液压缸非线性作用下轧机颤振模型。通过数值仿真分析了液压缸弹性力一次线性项、三次和五次非线性项对轧机振动系统幅频特性的影响。最后,运用Melnikov定理求得轧机系统进入Smale马蹄存在意义下的混沌运动的临界条件,发现轧机系统随五次非线性项系数变化时,存在周期运动、多倍周期运动以及混沌运动等分岔行为。研究结论对揭示液压缸非线性弹性作用以及轧机振动机理具有一定的参考价值。     

谐波力矩和辊系偏心影响下轧机水平振动研究

考虑谐波力矩和轧辊偏心的影响，建立了工作辊水平振动的动力学模型。采用多尺度近似解析法得到了在谐波力矩和轧辊偏心影响下工作辊水平方向的主共振、超谐波共振和亚谐波共振的幅频特性方程，分析了阻尼系数、轧制力非线性系数以及谐波力矩变化下系统的幅频特性。结果表明：系统阻尼系数的增大会使幅频特性曲线的幅值和共振区域变小；随着轧制力非线性系数和谐波力矩的增大，幅频特性曲线的曲率和幅值增大，系统的稳定性降低。最后，对模型进行数值求解，并通过相轨迹和分岔混沌图等方法分析了谐波力矩和辊系偏心影响下系统的运动规律，发现谐波力矩和轧辊偏心力共同作用时会导致工作辊在水平方向上的混沌运动范围增大，使系统更容易出现失稳现象。通过将模型的数值解与近似解对比，进一步验证了谐波力矩和轧辊偏心力会降低工作辊运行的稳定性。研究结果为稳定工作辊的运行提供了一定的理论依据。