本文關(guān)鍵詞：鋅鍋內(nèi)輥系的流固耦合模態(tài)分析

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【摘要】：在實(shí)際生產(chǎn)過程中,鍍鋅生產(chǎn)線經(jīng)常會(huì)發(fā)生鍍鋅后的帶鋼表面出現(xiàn)振動(dòng)紋、鍍層不均勻等現(xiàn)象。同時(shí),輥?zhàn)拥妮S端磨損較快,壽命較短,需要頻繁換輥。針對(duì)該問題,本文以熱鍍鋅生產(chǎn)線鋅鍋內(nèi)輥系(三輥六臂一帶鋼)及其子系統(tǒng)(輥?zhàn)蛹皫т?為研究對(duì)象,區(qū)分忽略鋅液影響和考慮鋅液影響兩種情況,分別進(jìn)行了輥系及其子系統(tǒng)的干模態(tài)分析和流固耦合濕模態(tài)分析,為后期提出合理的治理方案奠定理論基礎(chǔ),并為生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)調(diào)整提供理論參考。主要工作如下:首先,結(jié)合“三輥六臂”系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和工作特點(diǎn),建立了輥架、輥?zhàn)蛹皫т摰挠邢拊Ｐ�。將帶鋼視為線彈簧。在輥?zhàn)虞S套和襯套表面節(jié)點(diǎn)分別創(chuàng)建局部柱坐標(biāo)系,耦合節(jié)點(diǎn)組的徑向和軸向移動(dòng)自由度,松弛周向自由度,以實(shí)現(xiàn)輥?zhàn)酉鄬?duì)于輥架吊臂的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。分別計(jì)算得到了輥系的前10階干模態(tài)和濕模態(tài)。發(fā)現(xiàn)由于帶鋼連接相對(duì)較弱,輥系模態(tài)大多呈現(xiàn)沉沒輥架或糾正輥架的局部模態(tài)。據(jù)此建議對(duì)帶鋼系統(tǒng)初步建模時(shí),可以分別單獨(dú)考慮兩輥架支承柔性的影響。其次,忽略鋅液的影響,分兩端自由(對(duì)應(yīng)輥?zhàn)哟蠓駝?dòng)時(shí)跳離襯套約束的瞬間)和兩端簡支(對(duì)應(yīng)輥?zhàn)舆\(yùn)轉(zhuǎn)不太劇烈的情況)兩種情況,分別對(duì)三個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行了干模態(tài)分析。發(fā)現(xiàn)沉沒輥的自由模態(tài)和約束模態(tài)中均出現(xiàn)了圓環(huán)模態(tài),且第1階圓環(huán)模態(tài)固有頻率均為330Hz左右。簡支條件下的細(xì)長穩(wěn)定輥和糾正輥低階主要是彎曲振動(dòng),一彎振動(dòng)模態(tài)固有頻率為180Hz左右。帶鋼對(duì)輥?zhàn)觿?dòng)特性的影響,主要反映在輥?zhàn)拥膭傮w模態(tài)頻率上。最后,還對(duì)三個(gè)子系統(tǒng)在鋅液中的流固耦合濕模態(tài)進(jìn)行了計(jì)算,同時(shí)分析了鋅液密度的影響。發(fā)現(xiàn),無論是對(duì)輥系大系統(tǒng)還是輥?zhàn)幼酉到y(tǒng),鋅液的影響均使各系統(tǒng)各階模態(tài)固有頻率有所降低,但降低的程度各不相同,與振型有關(guān):若某階模態(tài)振型在固液交界面的法線方向有明顯振動(dòng),則由于鋅液對(duì)輥?zhàn)踊蜉伡苓\(yùn)動(dòng)的阻礙作用,將導(dǎo)致系統(tǒng)固有頻率顯著降低,這進(jìn)一步導(dǎo)致模態(tài)階次的調(diào)整。兩端簡支細(xì)長穩(wěn)定輥和糾正輥的一彎振動(dòng)濕模態(tài)固有頻率為120Hz左右。沉沒輥的四節(jié)點(diǎn)圓環(huán)濕模態(tài)固有頻率為180Hz左右,六節(jié)點(diǎn)圓環(huán)濕模態(tài)固有頻率為350Hz左右。生產(chǎn)線上時(shí)有發(fā)生的帶鋼振動(dòng)紋故障可能跟這兩階模態(tài)被某種原因所激發(fā)有關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.44

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本文編號(hào)：1244320