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基于动态辊缝的四辊冷轧机垂直振动系统建模与仿真

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基于动态辊缝的四辊冷轧机垂直振动系统建模与仿真

作者：陈娟杭州电子科技大学

学位级别：硕士

本论文以四辊板带冷轧机的垂直振动现象为研究对象，对其垂直振动的产生原因以及主要影响因素等方面进行了探讨与研究。在结构模态分析和动态响应理论的基础上，对轧机的垂直振动系统以及轧制过程进行了建模仿真分析。论文的主要研究内... 详细信息

本论文以四辊板带冷轧机的垂直振动现象为研究对象，对其垂直振动的产生原因以及主要影响因素等方面进行了探讨与研究。在结构模态分析和动态响应理论的基础上，对轧机的垂直振动系统以及轧制过程进行了建模仿真分析。论文的主要研究内容有如下几点： (1)在考虑到轧机上下辊系垂直振动以及轧件弹塑性变形规律影响的情况下，建立了轧机动态辊缝力学模型。在此模型的基础上，充分考虑实际轧制过程中垂直振动所带来的干扰，推导出了动态辊缝处的动态轧制力以及轧制力变化量的计算公式。为了进一步研究轧辊垂直振动位移给轧件变形速度所带来的影响，推导出了轧件变形速度计算公式，进一步丰富了四辊冷轧机动态辊缝模型研究的内容。 (2)在使用SolidWorks建模基础上，运用有限元分析软件ANSYS对四辊冷轧机的工作辊、支承辊以及机架进行了动力学模态分析。研究了轧机工作辊、支承辊、机架自身固有振型以及其在垂直方向上的形变对轧制过程中辊缝变形的影响，对其中影响辊缝变形较大的轧机各零部件特定振动频率下的振型进行了详细的研究。考虑到机架长期处于复杂的工作环境，在对机架进行动力学模态分析之前对其进行了静力学分析以及强度和变形的校核。 (3)为了研究辊缝处各项参数对于轧机稳定性的影响，运用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA针对不同辊缝摩擦系数、轧制速度以及轧件入口厚度下的轧制过程分别进行了动态仿真分析，得出不同辊缝摩擦系数、轧制速度以及轧件入口厚度下的轧机系统等效应力以及应变分布图，以及相关参数对轧机稳定性的具体影响。 (4)对国内某企业2800四辊可逆式冷轧机进行垂直振动工程测试以及建立轧机系统六自由度振动模型。将振动信号处理分析与数学模型计算研究相结合，对轧机振动性质和振动影响因素进行深入探究。通过测试手段诊断出垂直振动的振源，通过结合建立的数学模型确定工作辊的主要振动频段。并且为了进一步分析、研究轧制过程中的各项参数对轧机垂直振动的影响，对测试过程中各项参数影响下的测试结果以及图像进行了比较分析，验证了基于动态辊缝参数的轧制过程动态仿真结论的正确性。

关键词：轧机动态辊缝垂直振动仿真分析振动测试

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轧机颤振建模及理论研究进展

机械工程学报 2015年第16期51卷 87-105,112页

作者：郜志英臧勇曾令强北京科技大学机械工程学院北京100083

轧机颤振是由系统结构动力学与轧制过程动力学相互耦合导致的一种自激振动,对轧机颤振的研究除了需要合理有效的结构模型,还有赖于对轧制过程的精确表征。现有的轧机结构模型除了考虑三倍频、五倍频及扭振三种基本振动形式和多方向多模... 详细信息

轧机颤振是由系统结构动力学与轧制过程动力学相互耦合导致的一种自激振动,对轧机颤振的研究除了需要合理有效的结构模型,还有赖于对轧制过程的精确表征。现有的轧机结构模型除了考虑三倍频、五倍频及扭振三种基本振动形式和多方向多模态的耦合问题,还有通过张力模型和时滞传递模型耦联而建立的多机架连轧模型。此外,多种非线性因素和非对称特征对轧机颤振的影响也越来越受到重视。Slab分析方法是轧制过程建模最重要和广泛的方法,包括不同变形条件下屈服准则的建立、摩擦模型的确定以及应力分布的计算。基于Slab分析法建立的轧制过程模型包括稳态轧制模型、考虑辊缝波动量的准静态模型以及同时考虑辊缝波动及其波动速度的动态轧制模型。将动态轧制力作为反馈激励源,作用于相应的轧机结构模型,从而可以构建轧制过程与系统结构相耦合的颤振动力学模型,研究系统的稳定性及失稳准则。

关键词：颤振轧机结构轧制过程动态辊缝动态轧制力

高速轧机工作界面非稳态混合润滑过程多因素耦合辊缝力学特性研究

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摩擦学学报 2013年第5期33卷 495-500页

作者：王桥医方敏陈娟赵勇杭州电子科技大学机械工程学院浙江杭州310018 西南铝业(集团)有限责任公司重庆401326

综合运用摩擦润滑理论、流体力学理论、轧制理论,建立了考虑动态辊缝非稳态润滑过程多因素耦合轧制界面力学模型.该模型综合运用了基于非稳态润滑过程的界面摩擦模型、工作辊运动模型、辊缝应力分布模型构成的界面薄膜约束多因素耦合模... 详细信息

综合运用摩擦润滑理论、流体力学理论、轧制理论,建立了考虑动态辊缝非稳态润滑过程多因素耦合轧制界面力学模型.该模型综合运用了基于非稳态润滑过程的界面摩擦模型、工作辊运动模型、辊缝应力分布模型构成的界面薄膜约束多因素耦合模型.系统分析了非稳态混合润滑状态下,当压下率和表面粗糙度为定值时不同时刻工作区压应力和摩擦应力的分布情况,以及压下率为定值时工作区压应力、摩擦应力随表面粗糙度和后张应力变化的情况.结果表明:在压下率和表面粗糙度为定值时,当具有较大的后张应力时,工作区压应力和摩擦应力却较低,同时压应力梯度和摩擦应力梯度也相当小,摩擦应力在入口和出口边缘处达到最大,当后张应力减小时,辊缝间压应力和摩擦应力增加,压应力梯度和摩擦应力梯度较大;在压下率为定值而表面粗糙度为变量时,当后张应力较大时,表面粗糙度对工作区中的压应力和摩擦应力影响非常大,辊缝间压应力和摩擦应力随着表面粗糙度的增加而增加,当后张应力较小时,表面粗糙度对工作区中的压应力和摩擦应力影响不太明显.

关键词：多因素耦合冷轧动态辊缝非稳态润滑力学特性

轧制界面非稳态润滑过程系统动力学模型的建立及其数值模拟

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中国机械工程 2005年第9期16卷 831-834页

作者：王桥医谭建平株洲工学院株洲412008 中南大学长沙410083

运用轧机辊缝动力学的基本理论结合非稳态润滑理论,建立了基于非稳态工作界面的动力学模型。该模型考虑了界面上金属塑性流动过程、界面上部分流体润滑与干摩擦并存的混合摩擦学过程以及工作辊的运动等多重耦合作用。塑性流动过程分析... 详细信息

运用轧机辊缝动力学的基本理论结合非稳态润滑理论,建立了基于非稳态工作界面的动力学模型。该模型考虑了界面上金属塑性流动过程、界面上部分流体润滑与干摩擦并存的混合摩擦学过程以及工作辊的运动等多重耦合作用。塑性流动过程分析中考虑了界面摩擦状态的动态变化,界面摩擦特性分析中考虑了工作辊运动的动态耦合,因此工作界面上的轧制力模型、界面摩擦模型、工作辊运动模型构成了界面的薄膜约束多重耦合模型。对某大型公司2800轧机垂直系统的自激振动进行了仿真,定量地分析了一些主要参数对轧机垂直自激振动临界速度的影响。

关键词：动态辊缝垂直振动混合润滑轧制界面非稳态

基于非稳态润滑理论的金属塑性加工过程动力学特性研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2006年第2期33卷 44-47页

作者：王桥医于德介湖南大学机械与汽车工程学院

基于非稳态流体动力润滑理论和相应的轧机辊缝动力学的基本理论,建立了板带轧制时工作区非稳态润滑基本模型,求解了工作区压应力和摩擦应力分布情况.并对某大型公司轧机进行了仿真分析.通过数值计算,定性地分析了后张应力、非稳态变量... 详细信息

基于非稳态流体动力润滑理论和相应的轧机辊缝动力学的基本理论,建立了板带轧制时工作区非稳态润滑基本模型,求解了工作区压应力和摩擦应力分布情况.并对某大型公司轧机进行了仿真分析.通过数值计算,定性地分析了后张应力、非稳态变量角频率、压下率等参数对动态辊缝间压应力和摩擦应力分布的影响.验证了所建模型及仿真的正确性,可以对现场实际中轧机颤振的抑制提供指导.

关键词：塑性加工非稳态动态辊缝动力学

冶金部自动化情报网技术经验交流会部分项目简介

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冶金自动化 1978年第1期 1-12+79页

在华主席亲自率领全党、全军和全国人民向科学技术现代化进军的大好形势下,“冶金部自动化科技情报网成立暨经验交流大会”于1977年10月在辽宁八家子召开。会上146名代表进行了广泛的技术交流。为了相互了解、相互学习、为冶金工业大干... 详细信息

在华主席亲自率领全党、全军和全国人民向科学技术现代化进军的大好形势下,“冶金部自动化科技情报网成立暨经验交流大会”于1977年10月在辽宁八家子召开。会上146名代表进行了广泛的技术交流。为了相互了解、相互学习、为冶金工业大干快上多作贡献,本刊在此选登了37项简介。

关键词：可控硅变频调速自动控制装置重庆工业自动化仪表研究所调节器控制器轧机轧钢机轧制设备计算机选矿自动化顺序控制器可控硅元件晶闸管可控硅励磁系统自动调节系统闭环控制系统无触点无环流可逆系统动态辊缝经验交流会