轧制界面非稳态润滑动力学特性研究

摘要

金属冷轧过程中为了达到减少摩擦磨损、降低能耗以及提高轧件表面质量等目的,通常会在其过程中采用适当的润滑.然而在高速轧制过程中,常常会由于轧制界面的非稳态润滑与摩擦状态而引起系统振动.对考虑轧制界面微观特性的轧机宏观振动问题进行分析不仅是对轧制界面润滑状态研究的一个延伸,而且是科学研究的回归和实践.因此,对轧机界面的非稳态润滑特性及轧机的宏观振动特性进行理论研究具有重要的科学意义和工程意义.本项目根据轧制润滑的实际情况,建立了包括入口区在内的稳态轧制界面流体润滑、混合润滑模型,构建了考虑表面形貌因素影响的包括流体润滑、混合润滑状态在内的非稳态轧制界面润滑模型,并引入流量偏析、非均匀温度场、粗糙峰及非均匀变形等非稳态的干扰因素;以稳态轧制界面润滑模型为基础,提出了非稳态轧制界面评价体系,对非稳态条件下轧制压力、油膜厚度等特性参数波动进行了分析与评价;以二辊实验轧机为平台,进行了铝合金板带材轧制润滑实验,对理论模型及计算结果进行了验证.此外,在对轧制界面非稳态润滑深刻认识的基础上,本项目又对轧机的单机架多模态耦合振动及多机架再生颤振的动力学特性进行了研究,为生产过程中工艺规程的制定提供了可靠的依据.