论文部分内容阅读
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。