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《郑州大学》 2007年
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中厚板轧机的力学行为分析

马金亮  
【摘要】: 为了提高轧制生产率和产品质量、降低轧制成本,中厚板轧机轧制过程中的振动问题已经成为一个亟待解决的国际难题。为此,本学位论文研究了中厚板轧机在轧制时的力学行为和动态特性,深入认识中厚板轧机振动的产生机理,探讨振动的发生特性,对其本质进行理论分析,并在此基础上提出一些抑制振动的具体措施。以4200mm中厚板轧机为具体研究对象,主要做了以下工作: 1.建立了六自由度的中厚板轧机垂直振动系统的动力学模型,并用Matlab软件对其进行动态分析和振动仿真,分析了轧制力随时间变化的七种工况下的系统响应,找出了影响轧机垂直方向自激振动的因素,并提出抑制振动的具体措施,从而为轧制过程中避免产生垂直方向自激振动提供了可靠的理论依据; 2.建立了中厚板轧机机架的有限元模型,通过ANSYS软件对模型进行有限元分析,得到机架各方向应力应变分布规律以及机架最危险的位置;通过对机架的有限元模态分析,得到其前十阶的固有频率和振型,为下一步的结构优化设计提供理论依据; 3.为改善中厚板轧机的动态性能,对中厚板轧机的结构参数进行了优化设计,建立了以机座弹跳值最小为目标函数,包括9个设计变量,29个约束条件的优化设计数学模型,利用Matlab优化工具箱,得到了最优的设计方案; 4.根据中厚板轧机本身的非线性特征,建立了中厚板轧机非线性参激振动模型,研究了中厚板轧机非线性参激共振系统的动态特性,通过对相图、庞加莱映射图以及功率谱图的分析可知,当系统发生非线性参激共振时是不稳定的,运动是周期的,但有向准周期运动发展的趋势。 文章的最后,对中厚板轧机振动研究的发展方向做了展望。
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