【摘要】：軋機接軸系統(tǒng)是軋機中的重要組成部分,承擔著向軋輥輸送轉(zhuǎn)動機械能量的工作。隨著軋制速度和強度的不斷提高,軋機接軸系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)異常扭振失穩(wěn)現(xiàn)象,造成軋機部件疲勞損傷和使用壽命降低,進而影響軋制產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此,軋機接軸系統(tǒng)扭振有效抑制是實現(xiàn)軋機穩(wěn)定運行的關(guān)鍵,準確的扭振模型是軋機接軸系統(tǒng)扭振抑制的前提,對模型的研究是對軋機主傳動系統(tǒng)進行優(yōu)化設計、性能分析、故障監(jiān)控和工藝控制的基礎。 本文在分析軋機傳動系統(tǒng)扭振產(chǎn)生機理的基礎上,建立了軋機接軸系統(tǒng)扭振模型,深入開展了軋機接軸扭振系統(tǒng)動力學行為研究。通過理論分析和數(shù)值計算,主要研究在非線性剛度和非線性阻尼力等非線性因素影響下的軋機接軸扭振系統(tǒng)的非線性振動、非線性動力響應、非線性動力穩(wěn)定性及分岔和混沌行為,揭示了軋機扭振系統(tǒng)多種非線性振動機理和突發(fā)性扭振失穩(wěn)的發(fā)生及演化規(guī)律,具有一定的理論意義和工程應用價值。 基于軋機接軸系統(tǒng)扭振動力學模型,給出了簡化的軋機接軸系統(tǒng)扭振線性模型,對突變載荷作用下和周期載荷作用下的扭振模型進行研究。將軋鋼機接軸的復雜工況抽象為突變載荷和周期載荷,獲得了相應載荷作用下圓柱體兩端面轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)動角速度的具體解析解。建立軋機接軸系統(tǒng)的一般粘彈性轉(zhuǎn)動力學方程,討論了方程相對轉(zhuǎn)角的穩(wěn)定性。由于此方程為變系數(shù)的二階線性的非齊次常微分方程組,沒有統(tǒng)一的求解方法,因此針對其中的一類粘彈性系數(shù)求得其精確積分解。 針對具有線性剛度、非線性阻尼力和強迫周期力項軋機扭振模型,應用Lyapunov運動穩(wěn)定性理論,討論了模型自治系統(tǒng)的穩(wěn)定性。用平均法研究模型的主共振,得到模型的漸進穩(wěn)態(tài)周期解,采用多尺度法求得模型的3次超諧波共振解和1/3次亞諧波共振解。 討論了兩類軋機接軸非線性扭振模型的周期解的唯一性與精確周期信號的獲取方法。應用定性分析方法,證明了兩類模型的周期解的存在性、有界性和唯一性,并在一定條件下,給出了兩類模型精確周期信號的獲取方法。 研究了軋機接軸非線性扭振系統(tǒng)混沌運動,應用Melnikov函數(shù)法得到系統(tǒng)發(fā)生混沌運動的參數(shù)臨界條件�；诤喼C與隨機噪聲聯(lián)合激勵,給出了系統(tǒng)出現(xiàn)混沌的必要條件。討論了一類扎機接軸扭振非線性動力系統(tǒng)在隨機噪聲作用下的響應問題,給出了系統(tǒng)解的穩(wěn)定性條件。 應用非線性動力系統(tǒng)的漸近法與多尺度法,研究了軋機接軸參強激勵非線性動力學系統(tǒng)扭振模型近似周期解的穩(wěn)定性。應用Poincaré分岔理論討論了參強模型的調(diào)和解分岔,同時給出了近似調(diào)和解,應用Melnikov函數(shù)法研究了軋機參強扭振系統(tǒng)的混沌運動表現(xiàn)。
【圖文】：

1.1 課題研究的目的及意義軋機接軸傳動系統(tǒng)是一個由若干慣性元件(包括電機、接軸、減速機、齒輪座及軋輥等)和彈性元件組成的“軋機彈簧質(zhì)量系統(tǒng)”，，其核心元件是主傳動接軸、傳動軸與軋輥。某軋機結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示：

圖 2-1 圓柱體微段扭轉(zhuǎn)坐標圖Fig.2-1 Coordinate drawing of torsion for cylinder tiny section(2-4)代入式(2-1)得微段的動能 E 為21lx
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TG333;TH113

【參考文獻】

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本文編號：2677807