多因素耦合作用下高速轧制界面非稳态润滑过程系统非线性振动与控制

机械系统常因其执行件工作界面的摩擦润滑状态而使其自身的动力学特性十分复杂，工作界面的摩擦润滑行为不仅影响系统功能实现，而且通过影响系统的动力学状态而影响工作质量。本项目的研究内容是以具有非稳态摩擦润滑工作界面的复杂机械系统为典型研究对象，运用摩擦学、非线性动力学、流变学、材料科学等多学科领域，探索工作界面摩擦突变行为产生机理，分析影响摩擦突变行为的因素及产生条件；研究工作界面发生吸收能量奇异行为机理及摩擦突变行为对这种行为的影响；建立系统动力学耦合模型，研究系统振动产生的条件及摩擦突变行为对其的影响；对工作界面和动力学参数优化，寻找消除系统振动的方法，为工程实际提供理论依据。.现代高速轧机是一典型复杂机械系统。以高速轧机为研究结合点，有利于在一定广度、深度和难度上进行多因素耦合作用下，复杂机械系统工作界面非稳态润滑过程，系统非线性动力学特性研究，通过高速轧机研究将对一般类似机械具有普适性。

机械系统常因其执行件工作界面的摩擦润滑状态而使其自身的动力学特性十分复杂，工作界面的摩擦润滑行为不仅影响系统功能实现，而且通过影响系统的动力学状态而影响工作质量。现代高速轧机是一典型复杂机械系统。以高速轧机为研究结合点，有利于在一定广度、深度和难度上进行多因素耦合作用下，复杂机械系统工作界面非稳态润滑过程，系统非线性动力学特性研究，通过高速轧机研究将对一般类似机械具有普适性。.本项目的研究内容是以具有非稳态摩擦润滑工作界面的复杂机械系统为典型研究对象，运用摩擦学、非线性动力学、流变学、材料科学等多学科领域，探索工作界面摩擦突变行为产生机理，分析影响摩擦突变行为的因素及产生条件；研究工作界面发生吸收能量奇异行为机理及摩擦突变行为对这种行为的影响；建立系统动力学耦合模型，研究系统振动产生的条件及摩擦突变行为对其的影响；对工作界面和动力学参数优化，寻找消除系统振动的方法，为工程实际提供理论依据。.以具有全膜润滑工作界面的复杂机械系统为典型研究对象，构建了轧制界面全膜润滑情况下界面摩擦润滑过程理想简化模型，并确定了取得较好润滑效应的油膜结构条件；针对不同工艺润滑条件，定量研究了轧制速度、压下率对油膜厚度的影响规律；提出了轧机轧制过程系统稳定性条件，并通过对工作辊垂直方向运动机理研究，从而确定了轧机辊缝负阻尼性质，并进一步确定了厚膜润滑情形下的系统不稳定性反馈机理及系统失稳根源；基于非稳态流体动力润滑理论和相应的数学物理方法，建立了板带轧制时全膜润滑状态下的非稳态润滑基本理论；考虑轧机系统失稳过程中辊缝的非线性，建立了以轧制理论公式为基础，计算简便、快速的动态轧制力计算模型，并基于动态轧制力模型对金属轧制塑性成形过程界面润滑特性进行了分析；分析了轧辊与轧件接触面的复杂摩擦特性，研究了粘滑共存摩擦转变为全滑动摩擦时，由于轧件失稳所导致的轧机系统失稳现象，并采用相平面法分析了轧机系统垂直方向运动的极限环稳定性；同时应用定量的分析方法对轧机动力学特性进行了一定的理论探讨。.因此多因素耦合作用下高速轧制界面非稳态润滑过程系统非线性振动与控制研究，一直是国内外轧钢领域关注的热点和研究的难点，且其对轧钢高速生产具有重大意义，尤其我国钢铁行业面临产量过剩而重组的历史关头，将对强化轧机负荷、降低装备成本和推进钢铁企业提升具有非常重要的理论和实际意义。