异步冷轧工艺系统的非线性振动研究
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2020-04-28
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赵
武
，
李冲
，
张鸿斌
，
等
．
异步冷轧工艺系统的非线性振动研究
［J］．
河南理工大学学报
（
自然科学版
）
，2019，38（ 4） ： 101-
107． doi： 10． 16186 /j． cnki． 1673-9787． 2019． 4． 14
ZHAO W，LI C，ZHANG H B，et al． Ｒesearch on nonlinear vibration of asynchronous cold rolling［J］． Journal of Henan Polytech-
nic University（ Natural Science） ，2019，38（ 4） ： 101-107． doi： 10． 16186 /j． cnki ． 1673-9787． 2019． 4． 14
异步冷轧工艺系统的非线性振动研究
赵 武
1
，
李 冲
1
，
张
鸿斌
1
，
黄 丹
2
（ 1．
河
南理工大学 机械与动力工程学院
，
河南 焦作
454000； 2．
河南理工大学 材料科学与工程学院
，
河南 焦作
454000）
＊
摘
要
：
构建异步冷轧工艺系统的非线性振动模型
，
分析该动力系统在不同工况下的运动特性
，
包括分岔
、
混沌及主共振
。
通过对动力学方程的仿真和分析
，
判定系统性态发生变化的条件
，
以此获得系统振动的运动发展趋势
。
通过观察系统运动路径的周期性变化
，
定性获知系统的
稳定运动周期轨道
。
通过不同频率比 ω
b
、
不
同异速比
n
的相图
、Poincaré
截面图和分岔图
，
得
到异步冷轧系统非线性振动性态的变化趋势
：
异速比
n
对于系统振幅的影响不大
；
不同的调谐
值 σ 对异速比
n
的敏感性不同
，
在
0
右侧附近的调谐值 σ 对异速比
n
最敏感
，
存在幅值跳跃
现象
。
通过对异步冷轧系统主共振的分析
，
明确轧制系统的共振发生区域
，
以及参数变化时共
振形态的变化趋势
。
研究结果可为实际轧制生产提供参数优选区间
，
避开共振区频率
，
当生产
系统的物理特性改变时及时调整临界参数
，
减少和抑制异步冷轧系统的振动
，
提高板材轧制质
量
。
关 键 词
：
异步冷轧
；
频率比
；
异速比
；
主共振
中图分类号
： TB123； TH113． 1
文献标志码
： A
文章编号
： 1673-9787（ 2019） 4-101-7
Ｒesearch on nonlinear vibration of asynchronous co ld rolling
ZHAO Wu
1
，LI Chong
1
，ZHANG Hongbin
1
，HUANG Dan
2
（ 1． School of Mechanical and Power Engineering，Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454000，Henan，China； 2． School of Materials Science and
Engineering，Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454000，Henan，China）
Abstract： A nonlinear vibration model of asynchronous cold rolling system was proposed，and the motion path，
bifurcation，chaos and the main resonance of the system under different service conditions were investigated．
The simulation of the dynamic equations could identify the transformation criterion of the systemic perform-
ance，and could reveal the tendency of the systemic oscillating motion trajectory． The qualitative analyses of the
stable periodical motion path of the system were conducted through the observation of the periodical transforma-
tion on it． In the light of the phase diagrams with different frequency ratios
ω
b
and asynchronous speed ratios n，
Poincaré cross-section diagrams，and bifurcation diagrams，the variation tendency were demonstrated for the
nonlinear vibration performance in the asynchronous cold rolling system，where there was little effect of speed
ratio n on the systemic amplitude． The sensitivity of
σ
to speed ratio n was varied with different
σ
value，while
第
38
卷
第
4
期
2019
年
7
月
河南理工大学学报
（
自然科学版
）
JOUＲNAL OF HENAN POLYTECHNIC UNIVEＲSITY（ NATUＲAL SCIENCE）
Vol． 38 No． 4
Jul． 2019
＊
收
稿日期
： 2018-12-22；
修回日期
： 2019-02-22
基金项目
：
国家自然科学基金资助项目
（ U1604140）
；
河南省基础前沿研究项目
（ 092300410214） ；
河南理工大学省级重
大成果培育项
目
（ NSFＲF170503）
第一作者简介
：
赵武
（ 1971—）
，
男
，
黑
龙江齐齐哈尔人
，
博士
，
副教授
，
主要从事精密重型
/
超重型机械装备的动态设计理论及结构设
计实现
、
精密重型
/
超重型零件高精度深孔加工机理方面的教学和研究工作
。E-mail： zhaowu@ hpu． edu． cn
通讯作者简介
：
黄丹
（ 1979—）
，
女
，
江
苏海门人
，
博士
，
副教授
，
主要从事高性能金属及金属基复合材料的制备与结构设计方面的教
学和研究工作
。E-mail： huangdan@ hpu． edu． cn
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