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环件轧制是通过对环形毛坯的局部连续轧制,使环件的截面尺寸减小,内、外径同时增大的特种加工工艺,具有节能、环境友好、生产率高以及产品高机械品质等优点。环件轧制的三维变形、非线性、非稳态和多道轧制等特点,使环件的在径向轧制过程中不仅有径向振动,而且有绕芯辊的偏摆振动,从而使得环件的稳定精确轧制成为难题。开展环件偏摆振动的研究,对实现环件的稳定轧制具有重要的理论和实际价值。 本文结合环件轧制运动学、动力学和相关力学理论,由浅入深,建立了环件偏摆和偏摆振动模型,分析了环件偏摆振动的内在机理,主要工作和成果如下: 1、建立了环件的偏摆模型,并对偏摆模型进行了分析,得出了环件受偏摆力矩的作用向轧制入口侧偏摆的结论,并提出环件的偏摆力矩与环件轴向宽度、轧辊和环件接触角、驱动辊和环件接触面上的单位面积正压力成正比; 2、分析了环件轧制过程的轧制力和偏摆力臂,建立了环件的偏摆振动模型。 3、应用MATLAB/SIMULINK和ABAQUS显式有限元分析对环件的偏摆振动进行建模仿真。通过分析仿真结果,得出环件偏摆振动的内在机理及影响偏摆振动的内在因素,提出偏摆振动的激励是其本身的产生的偏摆力矩;偏摆振动不是自由振动,更不是强迫振动,而是仅与其自身特征参数相关的自激振动。