带钢及其支承系统的参数振动分析.pdf

?机械研究与应用?2013年第3期(第26卷,总第125期
研究与分析
带钢及其支承系统的参数振动分析
许飞,李勇,李路雷,蔡忠清,徐培民
(安徽工业大学机械工程学院,安马鞍山.243002)
摘要:考虑带钢及其支承的协同作用,建立带钢及其支承系统的振动模型,通过 Galerkin方法得到带钢系统的常微
分方程组,并运用多尺度法和龙格库塔法进行了研究。结果表明带钢末端张力波动时,会激起系统的主参数共振,
起带钢的大幅振动。当塔顶辊固有频率与带钢某阶固有频率的比值约为2(即r≈2)时,主参数共振区域特性与ァ值
远离于2的有本质的区别;此时,即使塔顶辊的初始扰动很小,塔顶輥的振动响应也会很大。
关键词:热镀锌带钢;参数振动; Galerkin方法;多尺度法;龙格库塔法
中图分类号:THI13;TB535+.1
文献标志码:A
文章编号:1007-4414(2013)03-0027-04
Parametric Vibration Analysis for Sheet Metal and its Supporting System
XU Fei, II Yong, II Lu-lei, CAI Zhong-qing, XU Pei-min
School of Mechanical Engineering, Anhui University of Technology, Maanshan Anhui 243002, China
Abstract In this paper, a vibration model is presented with the consideration of interactions between sheet metal and its sup-
porting system. The nonlinear coupled dynamics equations are derived. The multiple scale method and the Runge-kutta meth
od are introduced to analyze the characteristics of sheets vibration. The results show that the primary parametric resonance of
system is evoked by the tensions fluctuation. In the region of resonance, it can cause large vibration of sheet metal. At the
same time, as the ratio of the frequency of top roller and sheet steel is about 2(that is T=2), the sheets characteristic is sub
stantial difference from that when r is far from 2 in the primary parametric resonance region. At this time, the vibration re-
sponse of lop roller is also considerable, even if the initial disturbance of top roller is small
Key words: continuous hot-dip galvanizing strip; parametric vibration; galerkin method; multiple scale method; Runge-kut
ta method
1引言
关于引起系统参数变化的因素,更符合实际的一
热镀锌生产线镀后冷却段带钢从锌锅经过沉没种情形是辊子偏心。2001年, Pellicano等实验研
辊、纠正辊和稳定辊后,通过调节气刀内喷出的气流究了辊子偏心对系统动特性的影响并在理论上加以
强度及气刀喷嘴与带钢的距离来控制表面锌层厚度,验证,得出辊子偏心引起张力波动,进而可能导致系
然后经过很长一段冷却到达塔顶辊。在此过程中,带统参数共振的发生。 Pellicano等(2004年)考虑辊
钢的振动必将影响产品的质量和企业的效率。国内子支承的弹性研究了辊子的偏心对传送带动力学稳
外数百条生产线的运行实践表明'2,冷却段(气刀定性的影响,通过直接激励和参数激励共同作用,发
处)的带钢振动是影响机组涂镀质量的关鍵因素之现亚谐响应与准周期运动共存。对于镀层带钢,Kim
,必需对其进行抑制或控制。
等(2005年)?考虑参数激励和单频外激励(辊子偏
实际中,生产线上引起带钢振动的因素很多
心)的同时作用,注意到主参数共振和组合共振的存
一般关注的是系统参数变化引起的参数振动。2003在。
年,Chen等(2003年)在文献[4中阐明了张力波动
综上所述,为研究带钢系统的参数振动,对带钢
幅值和频率对参数共振的稳态响应和边界的影响。支承的弹性应该考虑。否则,其特性与实际系统相比
Michon等(2008年)?实验研究了多频激励下的参可能会出现较大差异。因此,笔者从冷却段结构的实
数失稳问题,指出由于速度和张力的多频波动激励,际出发,考虑带钢及其支承的协同作用,建立带钢及
不稳定区域向低频区转移。2010年,Kim?对时变非其支承系统的振动模型,得出其耦合非线性振动微分
线性边界载荷下薄板的多频参数振动进行了研究,结方程组,并采用多尺度法和数值法进行研究,探明张
果显示多频参数激励项之间是耦合的,其响应类型依力波动作用下辊子与带钢的耦合振动机理,丰富和发
赖于非线性边界载荷是否时变。
展支承运动参与的参数振动系统
收稿日期:2013-05-03
基金项目:国家自然科学基金项目(50975003
作者简介:许飞(1987-),男,安徽合肥人,预士,研究方向:机械动力学。