基于正交试验的新型印刷滚筒结构优化

目的为了优化变刚度印刷滚筒结构,有效提升其抗轴向挠曲变形能力,改善印刷压力分布不均匀的状况。方法根据轴承径向载荷分布理论,建立变刚度印刷滚筒的等效支撑模型,利用有限元分析变刚度印刷滚筒轴向挠曲的变形情况,选出对其挠曲变形影响较大的因素,通过正交试验法建立变刚度印刷滚筒结构分布及结构尺寸的试验组,采用极差分析法,以变刚度印刷滚筒最大挠曲变形量为评判指标,分析各因素对轴向挠曲变形的影响主次程度及影响规律,得出较优的结构分布和结构尺寸。结果筒体壁厚、加强筋数量对变刚度印刷滚筒最大挠曲变形的影响程度较大,加强筋厚和芯轴直径的影响程度次之;优化后,变刚度印刷滚筒中部挠曲变形得到了改善,轴向最大挠曲变形量降低10.2%。结论合理改进变刚度印刷滚筒结构可减小其轴向挠曲变形,有效地提升了印品质量。     

新型滚动轴承结构参数对印刷压力的影响

目的 为优化印刷滚筒的挠曲变形,有效提升其支承性能,改善印刷滚筒的压力分布。方法 选择预负荷弹性复合圆柱滚子轴承作为变刚度印刷滚筒传动支承部件,基于等效刚度模型计算不同填充度预负荷弹性复合圆柱滚子轴承的刚度,分析预负荷弹性复合圆柱滚子轴承结构参数变化对刚度的影响,构建变刚度印刷滚筒支承系统力学模型,通过有限元仿真分析预负荷弹性复合圆柱滚子轴承刚度对变刚度印刷滚筒印刷压力的影响。结果 结果表明,随着滚动体填充度的增加,预负荷弹性复合圆柱滚子轴承的径向刚度减小,变刚度印刷滚筒挠曲变形不同程度增大,结合疲劳寿命角度综合考虑,选择填充度在45%~50%的预负荷弹性复合圆柱滚子轴承作为印刷滚筒的弹性支承,其最大挠曲变形量较普通圆柱滚子轴承平均下降了9.5%。结论 在保证了疲劳寿命的前提下,有效改善了印刷滚筒压力分布的均匀性,提升了印刷质量。     

变刚度印刷滚筒的空挡冲击动态特性研究

针对滚筒从印刷工作面转至空挡面时产生空挡冲击载荷而引起结构 振动的问题,分析了变刚度印刷滚筒空挡冲击的动态特性。先介绍变刚度印 刷滚筒结构的设计理念及其静态挠曲变形情况,再采用有限元方法对普通印 刷滚筒和变刚度印刷滚筒的模态特性、临界转速和空档冲击动态响应进行了 研究。结果表明：变刚度印刷滚筒保持轻量化的同时,其静态挠曲变形相较 于普通印刷滚筒有较大幅度下降,且在自由振动特性、响应位移振幅、振动 平衡位置和振动衰减速度方面更具优势,比普通印刷滚筒的结构更为稳定。     

胶印机滚筒结构的拓扑及尺寸优化设计

胶印机滚筒在印刷压力作用下的挠曲变形是影响印品质量的重要原因。以PZ1740胶印机橡皮滚筒为研究对象,提出了一种基于拓扑优化和尺寸优化的橡皮滚筒结构设计方法。建立了滚筒结构的二维拓扑模型,以应变能最小为目标,体积分数作为约束,得到滚筒结构的拓扑分布;在拓扑构型基础上,建立了滚筒结构的参数化模型,以挠曲变形最小为目标,结构质量作为约束条件进行尺寸优化,得到了滚筒具体的结构。优化分析结果表明,优化后的滚筒结构在质量约束的条件下有效地减小了挠曲变形,提出的方法在胶印机滚筒结构优化设计中可行且有效。     

滚筒跳动对柔性版印刷质量的影响

目的 研究压印滚筒径向跳动对印刷压强与网点变形的影响,为降低柔性版印刷中网点扩大率、提高印品质量提供参考依据。方法 论文以柔性版印刷为例,运用接触力学基础理论分析压印滚筒与印版滚筒间接触状态,构建柔性版最大印刷压强分析模型。运用有限元分析方法,得出印刷压强与柔性版网点压缩变形关系,从而构建出压印滚筒跳动引起柔性版网点扩大率分析模型。通过实测得到柔性版印刷机压印滚筒径向跳动波形。结果 最大印刷压强的增加会增大网点顶端接触面积,使网点扩大率增大;压印滚筒的径向跳动改变了印刷过程中的实际合压量,造成印刷过程中最大印刷压强的波动,因而在柔性版印刷过程中需要严格控制合压量;在合压量为0.1 mm时,径向跳动量为-0.053 99～0.054 48 mm。对于加网线数为69线/厘米、50%网点的印版,网点扩大率在3.639%～9.526%波动。结论 压印滚筒径向跳动改变了滚筒间的实际合压量,引起印刷压强的变化,使网点产生不同的变形,从而严重影响印刷质量。     

胶印机印刷压力分布规律的理论及实验研究

为了确定胶印机印刷压力定量分布,应用ABAQUS有限元软件的CAE功能模拟真实的印刷条件,建立压印滚筒和橡皮滚筒之间相互挤压的模型,对平版印刷压力分布和滚筒挠曲变形进行计算。同时应用富士FPD9210压力测试系统在胶印机上进行压力分布测试。两种验证方法结果均表明:压印滚筒轴向压力分布类似于M形,依此可以更好地调节实际印刷压力和油墨的分布。     

基于Workbench的模切机印刷滚筒的模态分析及优化设计

应用Workbench工具软件对模切机印刷滚筒进行模态分析,得到其动态特性和固有频率,并提取模型的主要尺寸参数作为设计变量进行优化设计分析,对印刷滚筒的质量进行优化,在减轻质量的条件下改善并提高其动态特性和刚度。     

凹版印刷机导向辊的挠曲变形分析及结构优化

目的导向辊是保证凹版印刷机印刷薄膜稳定传输最重要的部件,导向辊在薄膜张力及重力作用下容易发生挠曲变形。对导向辊进行挠曲变形分析和结构优化,在保证挠曲变形不影响薄膜套印精度的前提下,提高导向辊的随动性。方法根据导向辊自身结构特点,基于Ansys将导向辊简化为多体组合的连续简支梁模型,通过施加弹簧单元来仿真轴承对导向辊的作用,对不同壁厚的导向辊进行挠曲变形仿真分析,分析导向辊挠曲变形对印刷套印精度的影响。结果对导向辊建立了多体组合的有限元模型,得到了导向辊的挠曲变形曲线。当导向辊直径为?120mm,筒体长为1100mm,轴头长为110 mm,薄膜和导向辊的包角为90°时,工程实际使用的4.5 mm壁厚导向辊的最大挠曲变形值为51.208。结论导向辊最大挠曲变形发生在导向辊轴线方向的中间位置,其变形值随壁厚的增加而降低,壁厚对导向辊的挠曲变形影响较为明显,根据文中研究结果,对导向辊结构的壁厚进行优化后,导向辊的随动性得到了提高,从而可以提高薄膜传输质量。     

高速曲面胶印机橡皮滚筒动态特性分析

目的在考虑轴承支承刚度的情况下,对橡皮滚筒进行模态分析和谐响应分析。方法采用有限元分析软件Ansys对橡皮滚筒进行有限元建模。结果分析得出其前五阶模态振型和固有频率,以及轴承支承刚度对橡皮滚筒固有频率的影响,通过谐响应分析得出橡皮滚筒在载荷冲击下的位移频率响应曲线。结论分析结果表明,该型曲面胶印机橡皮滚筒动态特性良好,可有效保证印刷质量。     

基于能量法的变截面层合管整体稳定承载力计算方法

为计算变截面层合管杆件整体稳定承载力,提出一种基于能量法的理论计算模型。采用基于三维梁理论的层合管等效抗弯刚度计算方法,计算了等截面段、变截面段的等效工程弹性系数。在考虑剪切变形的影响以及杆件变截面对轴压挠曲线函数影响的基础上,基于能量法推导了变截面杆整体稳定承载力解析公式。以NASA复合材料变截面杆为算例,进行了理论计算和有限元数值模拟,结果显示:同时考虑上述两因素的理论计算结果与有限元结果最为接近,剪切变形对临界承载力的修正可达10%以上,轴压挠曲线函数的变化对承载力的修正约为1%,可忽略。以锥长和锥角为参数,对变截面杆的承载力、体积和承载效率进行双参数分析,发现变截面对弯曲变形能的影响远大于对剪切变形性能的影响,采用变截面形式能够提高层合管承载效率,且一定锥长下存在承载效率最高对应的最优锥角。     

印刷机滚筒的模态分析

印刷机滚筒的结构和动态性能对印刷机工作特性有很大影响,为提高印刷机的印刷质量,以纸箱印刷机滚筒为研究对象,在已有优化设计的基础上,利用ANSYS有限元分析软件,对优化前后的纸箱印刷机滚筒进行了模态分析,得到了印刷机滚筒的固有频率和振型,从动态特性上为静态优化结果提供了支持。     

滚筒空档与印刷品质量控制

通过数学计算得到空档对墨层厚度的影响,通过分析墨层厚度与印刷品的质量的关系,进而得到空档对印刷品的影响:即使得叼口部位的高光和中间调部分网点扩大;使印刷品的反差减小,印刷质量降低.最后给出了解决这一问题的途径.     

危旧预应力混凝土箱梁承载性能足尺试验

为获得危旧混凝土桥梁的真实承载性能,通过对足尺危旧预应力混凝土小箱梁进行抗弯和抗剪承载性能试验,研究危旧预应力混凝土小箱梁受力退化行为。通过足尺危旧预制箱梁残余承载能力试验,量测分析了试验梁的荷载、挠度、应变、裂缝宽度等,对危旧小箱梁的残余抗弯、抗剪极限承载能力及刚度进行了分析,得出危旧预制箱梁抗弯、抗剪受力性能及破坏机理。将足尺试验结果与承载力计算值以及公路—I级设计内力值进行比较,分析危旧混凝土小箱梁的实际承载性能。引入损伤折减系数,建立危旧混凝土箱梁极限承载力计算公式。试验结果表明:结构损伤降低了箱梁的承载性能,试验梁在未开裂阶段的挠度不满足公路桥规对活载刚度的验算要求,抗弯足尺试验得到的抗弯承载力与抗弯承载力计算结果基本相同,比主梁设计内力弯矩值高70%;抗剪足尺试验结果比主梁设计内力剪力值分别高32%和37%;引入损伤折减系数后的抗弯、抗剪承载力计算公式可以较准确的评估危旧混凝土小箱梁的承载能力,可为我国大量现役混凝土小箱梁的评估与维护提供参考。     

高氯酸铵粒径对3D打印含能树脂药柱燃烧性能的影响

为了改善光敏树脂的燃烧性能,通过添加不同粒径和含量的高氯酸铵（AP）作为氧化剂,利用3D技术打印出含能树脂药柱。考察了AP在光敏树脂中的分散性及燃烧性能。结果表明:粒径为5.28 μm的AP在光敏树脂中的分散性最好;打印成型的含能树脂药柱燃速最快,残渣率最小。与打印成型的纯树脂药柱相比,该药柱的燃速提高了14倍,残渣率降低了94.30%。随着AP的质量分数从10%增至50%,药柱燃烧性能明显改善;当AP的质量分数为50%时,含能树脂药柱的燃速最高,残渣率最小,分别为1.05 mm/s和1.10 %。差热分析表明,含粒径为5.28 μm的AP的含能树脂药柱温度峰值出现最早,放热量最高。     

3D打印形状记忆智能剪纸结构

目的 探究不同切口及不同打印角度形状记忆剪纸结构的拉伸力学性能及形状记忆恢复性能,获得具有较好变形能力和形状记忆恢复能力的智能化剪纸结构。方法 使用FDM打印不同角度的剪纸结构样件,并利用激光切割机获得具有方形切口和圆形切口的样件。对打印角度为0°/90°、±45°的方形切口和圆形切口样件进行常温拉伸实验。为探究温度的影响,进行高温缓慢拉伸实验和高温快速拉伸实验;对比方形切口件和圆形切口件在不同初始应变下的形状记忆恢复能力。结果 在常温下,打印角度为0°/90°的方形切口样件的拉伸距离为1.75 mm,圆形切口样件的拉伸距离为2.50 mm;±45°打印角度的方形切口样件的拉伸距离为3.25 mm,圆形切口样件的拉伸距离为3.00 mm。在高温下,材料进入高弹态,2种切口样件在200%拉伸应变下均未断裂;提高拉伸速率后,方形切口样件的拉伸应变为243.8%,圆形切口样件的拉伸应变为337.5%。结论 将打印角度从0°/90°改为±45°后,方形切口和圆形切口剪纸结构的变形能力均增强。相比于方形切口,圆形切口剪纸结构具有更好的变形能力。高温下剪纸结构的变形能力大大增强;圆形切口剪纸结构样件的形状记忆恢复能力强于方形切口样件的。     

浸泡腐蚀对泡沫铝-环氧树脂复合材料弯曲性能的影响

制备了两种泡沫铝孔径的泡沫铝-环氧树脂复合材料。将试件分别浸泡于蒸馏水和海水中,得出了其吸湿率与浸泡时间的关系曲线。通过三点弯曲实验研究了浸泡腐蚀对复合材料弯曲强度和弯曲刚度等力学性能的影响。研究结果表明:泡沫铝-环氧树脂复合材料的吸湿率随浸泡时间的延长而逐渐增大,且试件在海水中浸泡的吸湿率大于在蒸馏水中的吸湿率。浸泡腐蚀大幅度地降低了泡沫铝-环氧树脂复合材料的弯曲力学性能。添加偶联剂的试件的弯曲强度和弯曲刚度均比无偶联剂试件的值更大,特别是对于泡沫铝孔径为2mm的复合材料试件,添加偶联剂使得其弯曲强度和弯曲刚度分别提高了51.7%和65.4%。另外,1mm孔径泡沫铝复合材料试件的弯曲强度和弯曲刚度均比2mm孔径泡沫铝复合材料试件的值更大。