四辊轧机垂直振动特性研究及测试分析

为研究四辊轧机系统的垂直振动特性,考虑到四辊轧机具有较复杂的振动过程,建立了四辊轧机非对称6自由度垂直振动模型,利用机械振动学牛顿第二定律理论,构建四辊轧机的垂直振动系统动力学方程。采用Matlab软件对四辊轧机6自由度系统垂直振动模型的固有特性进行理论计算,对系统各阶固有频率及其相应的主振型进行分析,得到了第5阶固有频率是引起四辊轧机强烈自激振动的主要频率。通过现场垂直振动测试平台的验证,表明了该系统垂直振动模型具有较高精度的优点。以上研究结果为研究四辊轧机的现代动态设计、动力学分析以及抑振减振等问题提供了一定的理论基础。     

基于Adams的冷轧机工作辊振动分析与仿真

随着对冷轧机振动研究的不断深入,发现冷轧机工作辊所呈现的振动通常都是耦合振动。首先建立冷轧机主传动系统和冷轧机辊系的简化振动模型,并利用Matlab软件计算出冷轧机主传动系统和辊系振动模型的固有频率。然后利用Adams软件对冷轧机辊系进行动力学仿真,并在仿真过程中添加3倍振频的扰动力和扰动力矩。仿真结果表明:在无外界干扰情况下,由于轧辊间存在的摩擦力,该冷轧机会发生自激振动;对于六辊冷轧机,中间辊的水平振动也会影响工作辊的垂直振动和扭转振动;当垂直振动和扭转振动同时发生时,轧机工作辊每种振动会显示其他振动的特征。     

立式冷摆动辗压机机身模态分析

在简要介绍摆动辗压成形技术和摆动辗压机基础上,针对摆动辗压机实现摆动运动时易引起机身振动的问题,建立了T200立式冷摆动辗压机机身有限元模型。运用Abaqus软件对机身模型进行模态分析计算,提取该机身前十阶固有频率及对应振型,依次分析各阶振型易产生振动的部位及原因。分析结果表明,引起机身振动的主要原因是由于上下立柱刚度不平衡降低了机身模态频率以及使用机身大面积板材会产生局部振型和噪声。根据分析结果对机身结构进行了改进设计,加大了下立柱刚度,对机身的大面积板材部位采取加肋板或在不影响刚度前提下直接去除的改进策略,提升了机身动态性能,减少了局部振型,改进后机身模态频率提高约16%。     

F2轧机工作辊耦合振动分析

轧机工作辊的稳定运行是保持轧制过程稳定,保证轧件质量的重要前提。实践证明,工作辊处振动复杂,并且存在耦合现象。根据实际工况,综合考虑轧辊偏移、液压压下系统、轧制工艺等因素建立了轧机工作辊3种属性的耦合振动模型。利用MATLAB求解了该模型的固有频率及不同轧制工艺参数下系统振动响应情况,得到了不同轧制参数对轧制过程的影响及各属性振动的相互影响关系。通过对某钢厂F2轧机实测信号的分析,验证了结论的正确性。此研究为抑制轧机振动、实现轧制工艺参数最优化提供了依据。     

考虑内外啮合相位差的行星轮系动态特性分析

对1.5MW级风电齿轮箱行星轮系统采用集中参数法建立行星轮系扭转动力学模型,运用Runge-Kutta法对所建立的扭转动力学模型进行求解,分别讨论了时变啮合刚度和相位差对行星轮系固有特性和稳态响应特性的影响。研究结果表明:时变啮合刚度导致系统各阶固有频率随时间周期性波动,而啮合相位差导致第1阶固有频率波动范围增大,其余4阶固有频率波动范围变小,且各阶固有频率间的变化步调存在相位差;是否考虑相位差对第3、4阶振型影响较为明显;对不同时刻的第3、4阶振型影响较大;考虑相位差时保持架、行星轮、太阳轮扭振角速度幅值均降低。     

冷带轧机振动及干摩擦阻尼减振的仿真研究

考虑轧机振动过程中辊缝的非线性，本文建立了以轧制理论公式为基础，计算简便、快速的动态轧制力计算模型，结合轧机垂直振动简化力学模型，对高速冷带轧机振动及干摩擦阻尼减振等进行了数值仿真研究。     

冷轧机轧制过程中轧辊垂振的研究

以冷轧机系统的垂振为研究对象,结合近年来冷轧机垂振问题的研究成果,得出冷轧机垂直振动的振源在辊缝.冷轧机在高速轧制时,辊缝润滑状态发生变化导致辊缝阻尼改变,从而引起轧机的垂直振动.建立了冷轧机简化模型,并对冷轧机轧制过程进行仿真,分析了辊缝阻尼与轧机垂直振动之间的关系,得出辊缝阻尼变小导致轧机的垂直振动.通过增大辊缝间的摩擦系数和增设阻尼设备的方法维持合适的辊缝阻尼,可消除轧辊的垂直振动,保证轧机平稳运转.     

上、下辊分别驱动的四辊轧机主传动系统扭振研究

对某厂“1+4”热连轧开坯机的扭转振动动态特性进行了研究。在一定的简化基础上,建立了轧机主传动系统的扭转振动力学模型和数学模型,获得了系统的固有频率和主振型及其对转动惯量和扭转刚度的灵敏度。对系统在各阶模态下的能量分布进行了计算和比较,确定了系统的危险模态。根据系统的输入得出了各轴段扭矩放大系数的仿真结果,以判定扭振发生时主传动系统的最大动力载荷。计算发现轧机主传动系统扭振固有频率分布合理,基本满足最佳动力设计准则。研究结果对于实际生产和系统扭振问题的识别与解决具有指导作用。     

冷轧机轧制过程中的轧辊振动研究

以冷轧机轧辊垂直振动为研究对象,在分析冷轧机振动机理的前提下,建立轧机垂直振动简化模型,运用数值仿真方法,分析了轧制压下量、摩擦系数及辊缝阻尼的轧制工艺参数对轧机垂直振动的影响。分析结果表明:减小轧机压下量有利于提高轧机振动临界速度;增加辊缝摩擦系数有利于减小轧辊的振动位移;增加辊缝阻尼能够有效降低振动幅值。在此基础上提出了抑制冷轧机垂直振动方法为:优化各道次压下量,以使轧制临界速度由1340 m·min-1提升到1520 m·min-1;适当降低乳化液浓度,以使辊缝摩擦系数增大,此调节过程应考虑窜流现象;增设液压衬板减震器或多孔阻尼减震器,以增加辊缝阻尼。     

基于有限元法的码垛机器人模态分析

介绍了码垛机器人的设计原理和总体结构。利用有限元分析软件COMSOL,以模态分析为理论基础,建立了码垛机器人的有限元模型,选择了码垛机器人3种典型的位姿,并对各阶固有频率进行了分析,得出各阶固有频率下的模态振型。结果表明:各种位姿的机器人的前六阶固有频率集中在15~130 Hz之间;小臂和前后大臂是主要的动态特性影响因素,可以通过适当的增加壁厚或者提高材料的刚度来进行改进;整个机器人的固有频率较低,可以通过优化手臂平行四边形机构来提高整体结构的刚度,从而提高机器的固有频率,改善其振动特性.     

300 MN模锻水压机机架的有限元模态分析

以300 MN模锻水压机为研究对象,应用有限元分析软件MSC.Nastran,对水压机的整体机架进行了有限元模态分析,得出了机架前6阶固有频率和相应的振型。机架不仅有前后、左右方向的弯曲振动,而且还有扭转振动。机架整体刚度和质量分布均衡。机架最小频率为2．564 3 Hz,最小固有频率小于20 Hz。     

考虑润滑粗糙界面的叶片辊轧机辊系非线性振动特性北大核心CSCD

针对粗糙形貌导致界面行为发生变化进而影响叶片辊轧机辊系动力学特性的问题,建立了综合考虑支撑轴承以及楔板的表面形貌影响的叶片辊轧机辊系的垂直振动模型,计算了不同粗糙形貌的楔板与轧辊的接触载荷以及支撑轴承的非线性接触刚度。采用数值积分法求解了叶片辊轧机辊系垂直振动的动力学方程,分析了界面粗糙形貌对轧机辊系动力学响应特性的影响。研究结果表明:叶片辊轧机辊系振动位移幅值随着分形维数的增大逐渐减小,振动频率幅值也随之减小,且系统出现次谐波振动,表现出多频率振动现象。研究结果为实现辊轧机系统垂直振动控制提供了理论依据。     

CVC冷轧机工作辊垂直-水平耦合振动分析

轧机系统异常振动是影响轧件质量的主要因素。不同属性的振动共同促使了轧机系统的整体振动,辊系的垂直振动和工作辊的水平振动是较为主要的振动。根据某钢厂CVC轧机实际参数建立了轧机垂直-水平振动的动力学耦合模型并进行了求解,得到了变参数下轧机振动响应情况,通过提取钢厂轧机在线振动监测系统数据分析验证了仿真的正确性。结果显示,轧制工作辊处存在耦合振动情况,轧机系统振动特性与各种轧制工艺参数有关,对工艺参数进行适当调整可以有效地减小轧机振动。     

大型液压轧机轧制薄板异常振动及振纹研究

对F3轧机异常振动信号及薄板振纹进行了研究,结果表明F3轧机主传动轴发生扭振,其固有频率为20.5Hz。由薄板振纹反演出轧机工作辊的振动频率为51Hz,此频率与工作辊水平振动的基频相吻合。通过倒频谱分析,得出50Hz附近的边频是由F3工作辊转频调制而成。     

基于响应面法的机床床身动静态多目标优化

为了提高数控机床的加工精度,床身必须具有较高的抗振动性,同时质量应尽可能的轻。文章基于SolidWorks建立TK6920型数控落地镗铣床床身三维模型,将模型导入ANSYS,对床身进行动态有限元研究,得到了床身前四阶模态固有频率和振型。在分析了模态结果后,提出以床身的质量和前四阶加权固有频率作目标函数、床身筋板厚度作设计变量建立数学模型,以确定床身结构多目标优化的最优解。从而使床身质量下降6.14%,前四阶固有频率分别提高8.54%、7.01%、6.99%、8.92%。为TK6920型数控落地镗铣床床身设计与制造提供一种理论指导。     

镁合金转向支撑的模态分析及其结构优化

为替代钢质转向支撑,对镁合金压铸替代结构进行模态对比分析及优化。结果表明,相比原钢结构,镁质转向支撑的前6阶固有频率有了提高,振动相对位移也有所降低。但由于镁合金的弹性模量明显低于钢,导致镁质结构上横梁等局部刚度较原钢结构下降,致使其相应位置一阶振动变形较原DC01钢质结构增大。经对镁质结构进行优化,提高横梁等处局部位置的刚度,使镁质转向支撑的模态特性达到和部分超过钢质转向支撑。     

端面无支撑芯辊模态及其动力响应有限元分析

利用NX Nastran对轧制矩形截面环件所用的端面无支撑芯辊进行了模态分析数值计算,得到了芯辊约束工况下的前6阶固有频率和模态振型,详细分析了各阶模态振型对芯辊工作状态的影响。简化轧制过程芯辊的受力模型,模拟分析芯辊在3种不同轧制时间作用下的节点位移与应力随时间的变化规律。同时对3种时域轧制力信号进行傅里叶变换,分析轧制力信号的频域组成对芯辊振动的影响。研究表明:芯辊的工作转速远低于其1阶临界转速,轧制过程不会引起芯辊的共振;芯辊的前6阶固有频率处于声波范围内,易造成噪声污染;轧制力相同时,不同轧制时间对芯辊的位移与应力响应无影响;轧制力信号的频域组成不会引起芯辊的共振。     

3352mm四辊可逆粗轧机受力分析与刚度系数计算

为了精确简化轧机刚度系数的计算,本文选用有限元分析法计算轧机刚度系数。通过Solid Works建立3 352 mm四辊可逆粗轧机机架装配三维模型,模拟分析轧机受力零部件的应力分布和位移分布,计算出其弹性变形量和轧机刚度系数。采用压靠法对现有轧机刚度系数进行测量,得到的实测值与模拟计算值误差为7.17%。     

三梁四柱型液压机有限元模态分析及结构改进

针对6300 kN三梁四柱型液压机的结构特点,应用ANSYS软件建立了液压机机架三维有限元模型,完成了整体机架模态分析,得到前十阶固有频率和相应振型。结果表明,机架质量、刚度分布较均衡合理,机架的最低固有频率为17.537Hz。根据模态分析结果,对机架进行改进以增加液压机结构的局部刚度,机架的一阶和二阶固有频率分别提高了14.65%和13.77%。为液压机结构动态设计及优化提供了有益参考。     

高速永磁同步电机转子模态分析与实验研究

为简化转子结构的建模与分析过程,对某高速永磁电机转子进行研究,并利用等效质量和刚度的方法建立等效实心转子模型.利用ANSYS对该等效模型进行模态分析,并通过锤击实验对仿真结果进行验证.结果表明:通过该简化模型获取的前2阶固有频率与实验结果的误差小于5％,验证了该方法的可靠性.研究结果为分析高速永磁电机转子模态提供参考.