本文關(guān)鍵詞：軋機(jī)機(jī)電耦合主傳動系統(tǒng)強(qiáng)非線性振動特性研究

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【摘要】：扭轉(zhuǎn)振動是造成軋機(jī)傳動設(shè)備破壞的主要原因之一。它不僅會影響軋件的表面質(zhì)量,降低傳動部件的疲勞壽命,還會威脅整個傳動系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。因此研究軋機(jī)主傳動系統(tǒng)的扭振問題具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文根據(jù)機(jī)電分析動力學(xué)理論,建立了交流同步電機(jī)驅(qū)動的軋機(jī)主傳動系統(tǒng)機(jī)電耦合扭振動力學(xué)模型,采用增量諧波平衡(IHB)法深入研究了其強(qiáng)非線性振動特性;根據(jù)Floquet理論判定了系統(tǒng)周期解的穩(wěn)定性,得到了外激勵幅值發(fā)生變化時軋機(jī)機(jī)電耦合主傳動系統(tǒng)的動態(tài)分岔特性。首先,結(jié)合電機(jī)學(xué)原理和電磁場理論,從能量分析角度推導(dǎo)出電磁轉(zhuǎn)矩和電磁剛度的表達(dá)式,建立了同步電機(jī)-軋機(jī)主傳動系統(tǒng)軸系扭振分析模型,發(fā)現(xiàn)凸極同步電動機(jī)驅(qū)動的軋機(jī)主傳動扭振系統(tǒng)是一類具有強(qiáng)非線特性的機(jī)電耦合系統(tǒng)。其次,利用增量諧波平衡法獲得了軋機(jī)機(jī)電耦合強(qiáng)非線性扭振系統(tǒng)動力學(xué)模型的周期響應(yīng),并通過與變步長四階龍格-庫塔數(shù)值積分法(RK法)進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)在計算強(qiáng)非線性系統(tǒng)響應(yīng)時,取1個諧波項(xiàng)時的IHB法存在較大誤差,而取3個諧波項(xiàng)時具有很高的計算精度。主共振時系統(tǒng)的周期解始終為一個封閉的環(huán)形曲線,而3次超諧解的類型會隨著外激勵幅值和電磁剛度的改變發(fā)生變化。該方法是一種半數(shù)值半解析方法,不僅可以進(jìn)行定性分析,也給出了定量的結(jié)果。再次,應(yīng)用IHB法得到了不同機(jī)電參數(shù)下諧波共振(主共振和3次超諧共振)時的幅頻響應(yīng)曲線,分析了電磁和機(jī)械參數(shù)對共振現(xiàn)象的影響,發(fā)現(xiàn)電磁剛度和激勵力等參數(shù)的改變,能夠使系統(tǒng)的響應(yīng)幅值和共振域發(fā)生變化,且主共振時,系統(tǒng)會出現(xiàn)多值和跳躍現(xiàn)象,為進(jìn)一步抑制軋機(jī)振動提供理論參考。最后,結(jié)合Floquet理論研究其穩(wěn)定性、分岔類型,對系統(tǒng)的參數(shù)變化進(jìn)行分析,研究了外激勵幅值變化下系統(tǒng)通向混沌的倍周期分岔道路,繪制了系統(tǒng)周期解分岔圖。研究發(fā)現(xiàn),外激勵幅值越大,系統(tǒng)越容易發(fā)生混沌運(yùn)動,因此適當(dāng)?shù)慕档屯饧罘?有利于抑制混沌運(yùn)動的發(fā)生,為進(jìn)一步抑制軋機(jī)振動提供了理論參考。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG333

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1229400