圧延プロセスにおけるチャタリング現象に関する基礎的研究

轧制过程颤振现象的基础研究

基本信息

批准号：
09750267
负责人：
劉孝宏
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Oita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

近年の圧延プロセスでは,圧延速度の高速化や新素材の導入による圧延材の硬質化に伴い,チャタリング現象と呼ばれる振動が多発し,多大な損害をもたらしている.チャタリング現象が発生した場合,ロール上に周期的なパターンが形成される.これらの現象は,古くから知られているものの圧下率を小さくしたり通板速度を下げたりする対策が施されているだけで,根本的なメカニズムの解明は全くなされていない.本研究は,このような接触ロール系に発生するパターン形成現象について,基礎的な再現実験を行うことにより発生メカニズムを実験的に調査,解明することを目的とする.基礎的な実験として,材質の異なる金属ロールを接触回転させる試験機を製作し,金属表面にパターンを発生させる実験を行った.材質特性とパターン形成現象の関連を調べるため,試験片材料は硬度,じん性,耐摩耗性に優れるSCM435(浸炭焼き入れ),耐力大で耐摩耗性に劣るチタン合金およびS45Cの3種類を用いた.それぞれの材料を接触回転させた場合,材料表面に1〜2mmピッチのパターンが成長し1.5〜4kHzの振動が発生した.振動発生時の振動数および軸受台のリサージュ図形から,パターンは大別して上下2軸の垂直方向および水平方向の振動モードで成長した.発生振動数はそれぞれの方向の固有振動数に近接していた.垂直方向のモードではSCM435およびS45Cに,また,水平方向の振動モードではチタン合金表面にパターンが形成された.材料の機械特性および振動方向から,材質の違いによりそれぞれ塑性および摩耗による変形を伴ったパターン形成現象が存在することがわかった.また,接触面にわずかな滑りを伴うときにパターンが発生しやすいことも確認された.さらに,摩耗を伴うパターン形成現象のメカニズム解明に関連して,直流モータに発生するフラッシュオーバー現象に対し,理論解析および数値計算を行った.

近年来，随着滚动过程的提高，由于引入了新材料，滚动材料的滚动速度和硬化材料的速度，已经产生了称为摇晃现象的振动，从而造成了大量损坏。当发生聊天现象时，卷卷会形成周期性模式。尽管这些现象已经很长时间以来，但已采取措施降低降低率并降低传递速度，并且根本没有阐明基本机制。这项研究表明，使用了这种类型的联系。 The aim is to experimentally investigate and elucidate the mechanism of pattern formation that occurs in tactile roll systems by conducting basic reproduction experiments.As a basic experiment, a test machine was manufactured to rotate metal rolls that have different materials, and a pattern was generated on the metal surface.To investigate the relationship between material properties and pattern formation phenomenon, the test specimen material was SCM435 (carburized hardening), which has excellent hardness, toughness,耐磨性和含钛的耐磨性，具有高强度，不如耐磨性。使用了三种类型的黄金和S45C。当每种材料接触时旋转时，材料表面上的1-2 mm螺距的模式增加，导致振动为1.5-4 kHz。基于振动时的振动频率和轴承基座的Lissajous图，大致分为两个垂直和水平振动模式。生成的频率接近每个方向的固有频率。在垂直模式下，还使用了SCM435和S45C以及水平振动模式。在－DE的情况下，在钛合金表面形成了图案。从材料的机械性能和振动方向来看，发现存在一种模式形成现象，在该现象中，由于材料的差异，分别观察到由于可塑性和磨损而导致的变形。还可以证实，当接触表面上有轻微的滑倒时，可能会发生模式。此外，与磨损阐明模式形成现象的机理有关，对DC电动机中发生的闪存现象进行了理论分析和数值计算。