热镀锌生产线出锌锅段带钢-气垫耦合系统振动特性研究

摘要

为获得平衡状态下带钢变形、气垫区压力以及带钢-气垫耦合系统的动特性,将带钢近似为恒张力作用下的轴向运动Euler-Bemoulli梁,根据描述气垫区气体动力学特性的经典附壁边界理论,建立带钢和气垫区气体压力的控制方程及耦合条件.引入轴向运动带钢变形的格林函数,以压力卷积的形式显式表达带钢位移,采用Newton-Raphson法对气垫区的平衡压力和带钢平衡变形进行数值求解.将带钢和气垫区气体压力控制方程分别在其平衡位置处线性化,得到描述系统线性响应的变系数偏微分方程组.通过Galerkin法对模型进行全局离散,用广义矩阵特征值问题的数值解法得到带钢的固有频率.研究结果表明:适当减小带钢运行速度并增大带钢张力有利于带钢的稳定运行,而气垫箱供应压力对带钢动特性的影响极为有限.