【摘要】：軋機(jī)接軸系統(tǒng)是軋機(jī)中的重要組成部分,承擔(dān)著向軋輥輸送轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械能量的工作。隨著軋制速度和強(qiáng)度的不斷提高,軋機(jī)接軸系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)異常扭振失穩(wěn)現(xiàn)象,造成軋機(jī)部件疲勞損傷和使用壽命降低,進(jìn)而影響軋制產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此,軋機(jī)接軸系統(tǒng)扭振有效抑制是實(shí)現(xiàn)軋機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵,準(zhǔn)確的扭振模型是軋機(jī)接軸系統(tǒng)扭振抑制的前提,對(duì)模型的研究是對(duì)軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、性能分析、故障監(jiān)控和工藝控制的基礎(chǔ)。 本文在分析軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)扭振產(chǎn)生機(jī)理的基礎(chǔ)上,建立了軋機(jī)接軸系統(tǒng)扭振模型,深入開(kāi)展了軋機(jī)接軸扭振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為研究。通過(guò)理論分析和數(shù)值計(jì)算,主要研究在非線(xiàn)性剛度和非線(xiàn)性阻尼力等非線(xiàn)性因素影響下的軋機(jī)接軸扭振系統(tǒng)的非線(xiàn)性振動(dòng)、非線(xiàn)性動(dòng)力響應(yīng)、非線(xiàn)性動(dòng)力穩(wěn)定性及分岔和混沌行為,揭示了軋機(jī)扭振系統(tǒng)多種非線(xiàn)性振動(dòng)機(jī)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(yīng)用價(jià)值。 基于軋機(jī)接軸系統(tǒng)扭振動(dòng)力學(xué)模型,給出了簡(jiǎn)化的軋機(jī)接軸系統(tǒng)扭振線(xiàn)性模型,對(duì)突變載荷作用下和周期載荷作用下的扭振模型進(jìn)行研究。將軋鋼機(jī)接軸的復(fù)雜工況抽象為突變載荷和周期載荷,獲得了相應(yīng)載荷作用下圓柱體兩端面轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的具體解析解。建立軋機(jī)接軸系統(tǒng)的一般粘彈性轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)方程,討論了方程相對(duì)轉(zhuǎn)角的穩(wěn)定性。由于此方程為變系數(shù)的二階線(xiàn)性的非齊次常微分方程組,沒(méi)有統(tǒng)一的求解方法,因此針對(duì)其中的一類(lèi)粘彈性系數(shù)求得其精確積分解。 針對(duì)具有線(xiàn)性剛度、非線(xiàn)性阻尼力和強(qiáng)迫周期力項(xiàng)軋機(jī)扭振模型,應(yīng)用Lyapunov運(yùn)動(dòng)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(jìn)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(lèi)軋機(jī)接軸非線(xiàn)性扭振模型的周期解的唯一性與精確周期信號(hào)的獲取方法。應(yīng)用定性分析方法,證明了兩類(lèi)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(lèi)模型精確周期信號(hào)的獲取方法。 研究了軋機(jī)接軸非線(xiàn)性扭振系統(tǒng)混沌運(yùn)動(dòng),應(yīng)用Melnikov函數(shù)法得到系統(tǒng)發(fā)生混沌運(yùn)動(dòng)的參數(shù)臨界條件�；诤�(jiǎn)諧與隨機(jī)噪聲聯(lián)合激勵(lì),給出了系統(tǒng)出現(xiàn)混沌的必要條件。討論了一類(lèi)扎機(jī)接軸扭振非線(xiàn)性動(dòng)力系統(tǒng)在隨機(jī)噪聲作用下的響應(yīng)問(wèn)題,給出了系統(tǒng)解的穩(wěn)定性條件。 應(yīng)用非線(xiàn)性動(dòng)力系統(tǒng)的漸近法與多尺度法,研究了軋機(jī)接軸參強(qiáng)激勵(lì)非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)扭振模型近似周期解的穩(wěn)定性。應(yīng)用Poincaré分岔理論討論了參強(qiáng)模型的調(diào)和解分岔,同時(shí)給出了近似調(diào)和解,應(yīng)用Melnikov函數(shù)法研究了軋機(jī)參強(qiáng)扭振系統(tǒng)的混沌運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。
【圖文】：

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

圖 2-1 圓柱體微段扭轉(zhuǎn)坐標(biāo)圖Fig.2-1 Coordinate drawing of torsion for cylinder tiny section(2-4)代入式(2-1)得微段的動(dòng)能 E 為21lx
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：TG333;TH113

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2677807