【新刊速览】和东平：基于颗粒阻尼吸振的波纹辊轧机非线性垂振控制

轧机振动理论的研究一直是轧制成形领域的前沿科学问题，对板材的质量和设备的稳定运行至关重要。随着轧制复合成形技术的快速发展，波纹辊轧机作为一种具有特殊辊型的设备，在复合板制备上具有细化晶粒、改善板形、提高结合强度等突出优点，逐渐成为当前的研究热点，但是复杂辊型曲线所诱发的轧制力动态变化对轧机的稳定性控制提出了新的挑战。为了对波纹辊轧机的非线性垂振进行合理的控制，建立了考虑波平辊系之间的非线性刚度、波纹界面非线性阻尼和轧制力动态波动的非线性垂振方程，通过分岔图、最大Lyapunov指数、相轨迹和Poincare截面分析了轧制力的动态变化对系统稳定性的影响，发现轧制力的动态变化诱发系统产生了复杂的动力学行为。设计了一种颗粒阻尼吸振器对波纹辊轧机非线性垂振进行控制，运用多尺度法求解得到了安装颗粒阻尼吸振器系统的幅频特性曲线方程，分析了钢珠颗粒群质量、吸振器刚度系数、阻尼系数以及质量比对幅频特性曲线的影响，通过数值仿真研究了颗粒阻尼吸振器对非线性垂振的控制效果。最后，通过试验验证了颗粒阻尼吸振器设计的正确性和可行性，缩短动态过程调整时间的同时也减小了系统的振幅，为波纹辊轧机非线性动力学分析及稳定性控制提供理论指导和技术支持。