两自由度轧机辊系参激刚度非线性振动特性研究.pdfVIP

第32卷 第6期 轧 钢 Vo1．32，No．6，p40—47 2015年 12月 STEEL ROLLING December2015 · 研究与开发 · DOI：10．13228／j．boyuan．issnlO03--9996 两 自由度轧机辊系参激刚度非线性振动特性研究 彭荣荣 (南昌工学院基础教学部，江西 南昌 330108) 摘 要：考虑轧机辊系间的参激刚度以及轧制过程中辊系受到的动态轧制力，建立 了两 自由度轧机辊系参激刚度振动模型。 运用多尺度法求解给出了系统 1／2亚谐共振和内共振的幅频方程，以某冷轧机实际轧制参数为例，通过数值仿真得到结构阻 尼、非线性刚度以及参激刚度等工艺参数变化下系统的幅频响应特性。并采用奇异性理论分析了 1／2亚谐共振的静态分岔特 性，同时分析了内共振情形下 3组不同的转迁集 以及相应的分岔拓扑结构图，得到了轧机稳定与不稳定振动的工艺参数区域。 最后研究了工作辊、支撑辊随参激刚度变化的分岔混沌动力学行为，且用最大Lyapunov指数、相轨图以及 Poincare截面对其 加以验证，发现带材表面出现振纹或振痕的原因是系统在周期运动、倍周期运动与混沌运动多种运动形式间相互转换造成的。 因此适当选取系统参数可有效减弱轧机系统的振动，这为消除和抑制轧机振动提供了理论依据。 关键词：冷轧机；参激刚度；非线性；分岔；混沌 文献标志码 ：A 文章编号：1003—9996(2015)06—0040—08 Researchonnonlinearvibrationcharacteristicsofparametricallyexcitedstiffnessof2-DOFrollingmillrolls PENG Rong-rong (DepartmentofBasicCourses，NanchangInstituteofTechnology，Nanchang330108，China) Abstract：Inthispaper，consideringtheimpactoftheparametricallyexcitedstiffnessamongtherollingmillrollsandthedynami— calrollingforceintherollingprocess，anonlinearvibrntionmodelofparametricallyexcitedstiffnesswasestablished．Usingthe multiple-scalemethodtosolvetheamplitude-frequencyequationof1／2harmonicresonanceandinnerresonanceaboutthesys— tern，bytakingtheactualparametersofcoldrollingmillforexample，thevariationalcharacteristicsoftheamplitude-frequency responsecurveaboutthesystem weregotten byusingthenumericalsimulation，which changswith theparametricallyexcited stiffness，findingthatrollingmillvibrationcanbereducedwhenreducingtheparametricallyexcitedstiffness．Thestaticbifurca— tioncharacteristicsof1／2harmonicresonancewereanalyzedwithsingularitytheory，3groupsofdifferenttransitionsetandthe correspondingbifurcationtopologystructureunderthein