通过采用Bonc-Wen模型描述轧件弹塑性变形过程中表现出的滞后特性,建立了板带轧机辊系的滞后非线性垂直振动模型。分析了周期外激励作用下轧件滞后变形特性,得到不同参数激励项系数对轧件变形滞后力及系统运动状态的影响规律。并进一步研究了外激励幅值变化时轧机的分岔特性,发现随着外激励幅值的变化轧机将表现出周期、倍周期等多种不同的振动状态,得到轧机振动行为受外激励幅值影响的变化规律,为进一步控制轧机非线性振动行为提供了理论基础。

考虑板带轧机垂直振动对液压压下系统中四通伺服电磁阀非线性流量的影响,推导出非线性流量变化下的液压缸的非对称分段弹簧力,并建立了板带轧机液压压下-垂直振动动力学方程.运用平均法求解出该轧机振动系统的幅频响应方程,并利用奇异性理论求解了轧机在动态轧制过程的分岔特性,得到4组不同的转迁集及其对应的分岔图,分析了开折参数对轧机分岔特性的影响.最后以实际轧机参数为例,通过仿真发现系统幅频曲线在分段处出现拐弯特性,调整伺服阀响应时间可降低系统振幅不稳定频率区域,通过调整外激励幅值与阻尼比等参数可有效改善系统共振情况,为进一步抑制轧机辊系振动提供理论参考.

以四辊板带轧机为例，分析液压压下缸及弯辊缸在轧机辊系振动时表现出的分段弹性力和摩擦力两种非线性约束，建立液压缸非线性约束作用下的轧机辊系振动模型，并采用平均法求得振动系统的幅频响应。通过比较两种非线性作用下辊系振动速度和振动幅值的仿真曲线，研究辊系受分段弹性力和摩擦力影响时的行为特性。取不同分段弹性力和摩擦力，仿真分析两种非线性因素分别对轧机辊系幅频特性的影响规律。结果表明，轧机辊系振动速度受分段弹性力大小影响，系统不稳定频率区域随分段弹性力增大而变宽；摩擦力较小时，对辊系振动行为影响表现为阻尼特性，较大时，摩擦力的非线性成为影响辊系振动行为的主要特性。该结论为轧机辊系振动控制提供了理论参考。