【摘 要】
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轧机振动是冷轧机高速轧制时普遍存在和亟待解决的问题,它不仅制约生产效率,还会造成带钢厚度波动和表面振纹,严重时甚至会威胁人员和设备安全。本文以某冷轧带钢生产线的1420mm UCM冷轧机为研究对象,分析了冷轧机的固有频率和振型以及不同工艺参数下的工作辊位移响应,主要内容如下:（1）采用ANSYS/LS-DYNA和UG两种软件联合建立了高精度的等比例UCM冷轧机三维数值仿真模型。通过分别对工作辊、中
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轧机振动是冷轧机高速轧制时普遍存在和亟待解决的问题,它不仅制约生产效率,还会造成带钢厚度波动和表面振纹,严重时甚至会威胁人员和设备安全。本文以某冷轧带钢生产线的1420mm UCM冷轧机为研究对象,分析了冷轧机的固有频率和振型以及不同工艺参数下的工作辊位移响应,主要内容如下:（1）采用ANSYS/LS-DYNA和UG两种软件联合建立了高精度的等比例UCM冷轧机三维数值仿真模型。通过分别对工作辊、中间辊、支撑辊和轧机整体的模态分析,研究对比了其固有频率和振型,讨论分析接触设置和约束条件对模态分析结果的影响,为确定该UCM冷轧机的自激振动频率提供理论依据。（2）基于三维有限元法与影响函数法,采用ANSYS静力学算法与MATLAB程序,分别求解并对比了 UCM冷轧机的辊系弹性挠曲变形;开发了一种符合辊系挠曲变形规律的新型辊间接触刚度分布模型,为建立UCM冷轧机垂直振动模型的弹簧阻尼模块奠定基础。（3）深入研究了轧机自激振动的机理和轧机垂直振动的主要表现形式及特点。以Bland-Ford-Hill轧制力计算模型为基础,获得了入口/出口带钢厚度、前后张力以及摩擦系数等工艺参数对轧机垂直振动的影响规律。（4）以辊间接触刚度分布模型为基础建立了 UCM冷轧机的质量-弹簧-阻尼垂直振动模型,模拟并分析了轧机的等效阻尼系数和压下率、后张力、轧制速度等轧制工艺参数对工作辊垂直振动的影响。研究结果表明,轧件宽度越小越容易发生振动;辊颈附近的振动频率要高于轧辊中心处;当轧制速度达到30m/s时,工作辊振动呈发散趋势,主要振动频率为234.78Hz和859.38Hz。本研究为后续量化工艺参数对轧机垂直振动的影响和研究多机架耦合振动提供了支撑条件。
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