热连轧机垂直振动的建模与仿真

针对某钢厂热连轧机在轧制过程中出现的异常振动现象，采用理论分析和试验模态分析，建立了一种较全面的分析热连轧机垂直振动的动态仿真模型。通过计算机仿真并与实际结合，得出轧机异常振动是由于传感器连接杆和传感器壳体的不合理相对运动耦合的结论。最后对传感器壳体进行结构动力学修改，修改后，消除了异常振动，解决了该热连轧机的自激振动。     

热连轧机位移传感器结构的试验模态分析

辊缝位移传感器是轧机压下控制系统(Automatic gauge control,AGC)的关键元件,也是轧机AGC控制系统的反馈环节之一。辊缝位移反馈信号受传感器结构动态特性的强烈影响,传感器结构设计不合理甚至危及轧制过程的稳定性。模态参数可以完整地描述结构的动态特性,在结构动态设计和结构动力学修改阶段,必须进行有效的动态特性分析。采用单点激励、多点加速度响应拾振,对热连轧机辊缝位移传感器的外壳和位移传递杆结构进行了振动测试。以试验模态分析理论为基础,使用最小二乘复指数法(Least square complex exponent, LSCE),提取传感器结构的模态参数。分析结果表明,传感器外壳的垂直振动模态频率与热连轧机架的垂直振动模态频率接近,会对轧机工作机座的振动形成耦合,其动态特性对轧制过程的稳定性有严重危害。这些分析结果对建立轧机压下控制系统仿真模型以及进行结构动力学修改都具有重要意义。     

热连轧机自激振动诊断与振动机理分析

描述了热连轧机的现场多点振动测试方法，利用振动信号的功率谱分析和小波包分析等现代信号分析技术，深入研究了轧机自激振动机理并诊断了振源位置。分析结果表明，研究对象的轧机压下系统位移传感器定尺支座结构是引起系统不稳定的敏感部位。该结构参数不合理，是导致压下系统反馈信号严重失真,诱发轧机工作机座自激振动的根源。分析结果和诊断结论对于制定合理的结构动力学修改策略，消除轧机自激振动具有重要的意义。     

考虑间隙的四辊热连轧简化模型固有特性分析

根据热连轧机实际结构,采用集中质量法,利用质量单元和弹簧单元表示辊系振动,梁单元搭建机架轮廓,建立了一种单架轧机简化模型,可展现轧机空间振型,在此基础上,利用COMBIN40添加工作辊轴承座装配间隙,考虑间隙对轧机系统固有特性的影响。通过模态分析发现,间隙导致轧机系统低阶频率增多,振动加剧。仿真结果与现场实测数据相对比,验证了模型的可行性。     

热连轧机磁栅尺结构的模型参数辨识

应用系统辨识技术,采用受控自回归(auto egressive exogeneous,简称ARX)模型结构和Matlab系统辨识工具箱,辨识了热连轧机辊缝位移传感器的动力学模型参数,建立了该传感器结构的动态数学模型。系统的输入和输出数据分别为同步记录的轧机相应位置的振动加速度信号,ARX模型的参数估计采用最小二乘估计法(LSCE),辨识模型的拟合度达到79.48%。辨识结果表明,传感器外壳圆盘结构的刚度和阻尼太小,对轧机垂直振动系统的影响严重,说明其结构设计不合理,需要进行结构动力学修改。     

热连轧机磁栅尺结构的模型参数辩识

应用系统辨识技术,采用受控自回归(auto egressive exogeneous,简称ARX)模型结构和Matl ab系统 辨识工具箱,辨识了热连轧机辊缝位移传感器的动力学模型参数,建立了该传感器结构的动态 数学模型。系统的输入和输出数据分别为同步记录的轧机相应位置的振动加速度信号,ARX 模型的参数估计采用最小二乘估计法(LSCE),辨识模型的拟合度达到7948％。 辨识结果表明,传感器外壳圆盘结构的刚度和阻尼太小,对轧机垂直振动系统的 影响严重,说明其结构设计不合理,需要进行结构动力学修改。     

1580热连轧机振动测试分析与振动机理研究

针对1580mm热连轧机组F2轧机在轧制高强度薄规格产品时发生的振动问题,进行了综合测试。对轧机进行压靠和爬坡试验,确定轧机系统的固有频率。采用六自由度简化弹簧质量系统建模对轧机固有特性进行分析,并从轧机实际运行中采集多物理过程的表现状态及过程信息,对轧机系统进行振动分析,明确其振源和振动机理。测试与分析表明:主导振动为低频振动,确认振动原因为机架与辊系装配精度低。分析结果和诊断过程对解决轧机低频振动问题具有重要意义。     

高速铝带轧机振动测试分析与振动机理研究

针对某大型企业2800四辊可逆式轧机出现的严重振动问题,为掌握轧机的振动规律并确定振源,进行了现场测试研究。从实际轧机机组运行中采集多物理过程的表现状态与过程信息,对轧机垂直系统振动特性进行了测试研究,确定了其振动机理和振源。采用六自由度简化弹簧质量系统建模对轧机固有特性进行了仿真分析。测试与分析表明:主导振动为轧机垂直系统的自激振动,确认振源在辊缝,确认辊缝多因素耦合导致的轧制过程动力学响应最为突出,得出了工作辊动力学行为的集中频带与核心频率。分析结果和诊断结论对于制定合理的结构动力学修改策略,消除轧机自激振动具有重要的意义。     

四辊轧机的六自由度垂直振动模型研究

提出一种四辊轧机工作机座垂直振动的六自由度集中质量模型,利用MATLAB软件平台对机座垂直振动的固有频率进行了数值计算。现场振动测试结果表明,计算结果比较精确。所构建的轧机工作机座垂直振动模型可以用于进行动力学仿真分析和结构动力学修改,对于全面掌握和了解四辊轧机的振动特性、避免轧机产生垂直自激振动和提高轧机的生产效率及轧制产品质量都有重要的理论和实际意义。     

轧机自激振动诊断和结构动力学修改

轧机是计算机控制的复杂机电系统。由于设计问题、结构损伤或系统故障,在某种条件或干扰下,可能产生持续自激振动。轧机的这种运行故障严重影响产品质量,损坏设备,甚至使生产中断。提出一种基于多参数同步综合测试、系统辨识和动力学分析与修改的综合方法,从试验与理论上分析了轧机产生自激振动的原因与消除方法。在研究的工程实例中,由辊缝位移传感器安装结构的动力学特性造成辊缝位移信号的响应延迟,引发板厚液压控制系统(AGC)非线性自激振动,从而产生整机持续的剧烈强迫振动。通过结构动力学修改,最大限度地减小位移反馈信号的延迟时间,大幅度地提高了系统的闭环稳定性,消除了正常工作条件(或正常扰动)下的自激振动,从而保证了轧机高效、稳定地工作。     

XGK1400系列冷轧机的动态分析与结构优化

对XGK1400不锈钢冷轧机的机架展开模态分析,研究机架的各阶模态振型与变形特点。采用有限元方法,对轧机机架的分析与结构改进,该冷轧机的各阶固有频率得以提高,避免了工频造成的振动误差,有利于提高精密带材的质量。ANSYS Workbench可视化分析平台和SolidWorks三维设计平台可进行实时交互,便于实现CAD与CAE的集成和协同。所研究的方法,适用于轧机的分析和优化设计。     

基于S变换的热连轧机耦合振动特征提取

提出一种基于短时傅里叶变换的自适应频域滤波方法,将噪声信号与振动特征成功地分离。根据短时傅里叶变换和功率法设定的阀值,自动捕捉了振动信号在不同时间段的优势频率。对振动信号、压下液压缸压力信号和伺服阀给定信号做短时傅里叶变换后,热连轧机振动被诊断为液机耦合振动。利用离散小波变换和S变换相结合的方法对轧机振动信号进行分析,确定轧机起振的时间为液压压下系统的投入时间,证明了热连轧机存在液机耦合振动现象。     

热带钢连轧多场耦合演变过程有限元分析

根据物理冶金组织演变规律和经验公式，开发了金属热变形过程耦合组织演变的计算模块。结合某厂2050热带钢连轧工艺过程，利用非线性刚塑性有限元法，建立热连轧过程热、力、组织的多参量耦合仿真模型。运用该模型对2050现场实际轧制过程进行模拟计算，分析了轧制过程轧件变形场、温度场及显微组织的演变规律。模拟得到的轧制力能参数、温度、组织分布与实测数据基本一致。     

基于动态轧制力的冷轧机两自由度垂直振动特性

考虑冷轧机轧辊在垂直方向上振动位移动态变化的影响,建立了一种动态轧制力模型,在此基础上考虑轧机机械结构振动的影响,推导出含有动态轧制力的轧机辊系两自由度非线性垂直振动方程,采用多尺度法求解该系统的主共振及内共振幅频特性方程。对轧机实际参数进行仿真,分析了轧机中非线性刚度、阻尼、外扰力等参数变化时的轧机主共振幅频特性以及内共振幅频特性,并研究了轧机工作辊与支承辊的动态分岔特性,发现随着外扰力的变化,轧机辊系均会出现周期、倍周期、混沌运动等一系列复杂的运动状态,并得到了各轧辊出现不同运动状态的条件,为研究抑制轧机振动问题提供了有效的理论参考。     

国内外冷轧机垂直振动问题研究进展

以冷轧机系统的垂直振动现象为研究对象,结合近年来国内外冷轧机垂直振动问题研究的成果,对带钢冷轧机垂直振动的成因、危害、主要影响因素、解决办法等方面进行了初步的研究与探讨.为解决当前国内冷轧机振动问题提供一些借鉴,并提出了未来轧机振动的研究方向和重点.     

带锯机架整体的筋板结构设计与优化

为减小木工带锯机床整体振动,提高加工精度,降低整体质量,对筋板结构建立系统振动数学模型,根据运动微分方程对筋板结构单元进行动态性能和载荷分析,得出最适合该机床的筋板结构类型,并采用三维建模软件对机床机架进行参数化建模。根据实际工况,采用ANSYS对机架整体进行有限元静力学分析。基于静力学仿真结果,采用拓扑优化方法对机架进行轻量化设计,并对机架尺寸提出修改和优化方案。研究结果表明,井字形筋板结构和T字形筋板结构为该机架的最优筋板结构单元,且满足刚度和强度要求;通过轻量化设计使机床整体质量下降16.9%,实现轻量化目标。