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。     

新型印刷滚筒结构设计与挠曲变形分析

目的 提出一种印刷滚筒的新型结构设计方法,并对其进行挠曲变形分析。方法 从印刷滚筒结构设计层面出发,研究常规印刷滚筒挠曲变形规律,提出变刚度印刷滚筒结构设计方法,对比分析常规印刷滚筒与变刚度印刷滚筒的挠曲变形和质量变化。结果 1.85 m和1.05 m的常规印刷滚筒最大挠曲变形值分别为0.052 mm和0.0181 mm,考虑重力之后的挠曲变形增幅分别为49.4%和52.5%,1.85 m和1.05 m的变刚度印刷滚筒相比常规印刷滚筒挠曲变形降幅分别为23%和21%,质量降幅为16.3%和9.9%。结论 变刚度印刷滚筒避免了常规印刷滚筒铸造缺陷对印刷性能的限制,在明显降低挠曲变形的同时,滚筒质量也能得到较好的控制。     

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。     

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。     

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。     

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。     

轴向变厚度星形管吸能特征及多目标优化研究

提出了一种新型的轴向变厚度星形管,采用软件ABAQUS/Explicit对该结构有限元建模,并验证了模型的精度。系统研究了该结构在轴向冲击下的变形模式、力-位移和能量吸收等耐撞性能并分析了其关键耐撞性指标,开展了不同角数星形管在保持相同质量下的耐撞性能研究,采用多目标优化方法开展了星形管的优化研究。结果表明,所提出的轴向变厚度星形管相比常规的等壁厚星形管在降低初始峰值载荷和提升结构冲击载荷效率方面具有很大优势,多目标优化得到的最优设计相比原始设计的耐撞性能得到了有效改善,比能量吸收最大提升了6.02%,初始峰值载荷最高减少了39.56%。该研究能为轴向变厚度吸能结构设计提供参考。     

面向力学性能的并联隔振平台结构参数优化设计

固有频率和静变形量是度量并联隔振平台的力学性能的两个重要指标,其可以通过优化平台的结构参数得到综合提升,实现在保证静态刚度要求的前提下拓宽隔振平台的有效隔振带宽。通过对并联平台结构参数优化问题的描述及其影响因素的分析,建立以横向一阶固有频率、纵向一阶固有频率以及静变形量为目标,以上下平台半径、平台高度、负载质心高度、支腿与上下平台铰接点的中心夹角、弹簧刚度以及负载质量为变量的结构参数优化模型。选取两两之间关联度较大的4组变量,交互分析其对优化目标的影响。进一步,采用非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ进行模型优化求解,寻找最优结构参数。最后,通过实例对比显示优化后的隔振平台的力学性能得到明显改善。     

全地形移动机器人车身结构分析与优化

为了提高全地形移动机器人车身结构的力学性能,提出了一种结合多体动力学、有限元分析与正交试验的优化方法。针对全地形移动机器人的满载弯曲和扭转工况,利用多体动力学分析获得了该移动机器人车身在运动中所受的外部载荷,并结合有限元分析获得了车身结构的动态力学性能参数,以验证极限工况下车身结构的力学性能。基于四因素三水平正交试验,研究了底板厚度、悬架支座厚度、悬架支座加强筋长度和增高支柱加强筋厚度对全地形移动机器人车身最大应力、最大变形量和质量的影响。利用灰色关联分析法对正交试验结果进行分析。通过对比各因素的灰色关联度获得了全地形移动机器人车身结构的最佳优化方案：底板厚度为5 mm、悬架支座厚度为2 mm、悬架支座加强筋长度为65 mm和增高支柱增设2 mm厚加强筋。分析结果表明,相较于原始方案,优化后全地形移动机器人车身在质量减小6.93%的同时,最大应力减小了12.47%,最大变形量减小了41.69%,说明该优化方案可在提高车身结构性能的同时减小车身质量和降低整车功耗,验证了所提出的优化方法的有效性。研究结果可为机械结构的动态力学性能分析与优化提供参考。     

考虑粘结层滑移效应的组合梁弯曲

针对粘结型组合梁,在粘结层仅沿轴向剪切变形的假定下,给出了组合梁大挠度弯曲的一般非线性控制方程,指出仅在一阶近似下,组合梁子梁的轴线挠度相等.其次,在Euler-Bernoulli 梁变形的条件下,通过线性化方法,由上述非线性控制方程得到以挠度和轴向位移为基本未知量的组合梁线性弯曲耦合控制方程,该耦合方程组可分别退化为经典组合梁和叠梁的控制方程.最后,分析了悬臂组合梁在端部集中力作用下的线性弯曲,得到了问题的解析解,给出了不同梁长下组合梁自由端挠度、粘结层滑移位移和剪切应力等随粘结层剪切模量和厚度的变化曲线,进行了参数分析,结果表明:粘结层厚度和剪切模量对组合梁挠度和粘结层滑移有较为显著的影响,而对粘结层剪力影响很小.     

基于边界单元法的印刷机滚筒结构刚度分析

以实际滚筒模型为分析对象,使用边界单元法(BEM)对该结构进行刚度计算和分析。通过数值算例验证了BEM的正确性和有效性,在此基础上,充分考虑实际工况,应用BEM法分析滚筒在重力作用下的自由变形,并与基于FEM的商用结构分析软件得到的结果进行对比。对比结果显示,BEM法在分析滚筒结构刚度时具有精度高、计算量小以及纯边界离散等特点,是一种应用于结构刚度分析的高效方法。     

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.     

加筋平托盘面板复杂载荷下最大挠度算法研究

根据板的小变形理论,结合加筋平托盘的简化模型以及变厚度板的挠度方程,推导出在地面承载、叉举和上架等3种不同工况下加筋平托盘受到复杂载荷时的最大挠度方程。由于载荷函数和弯曲刚度函数都是关于x,y的函数,其求解相当复杂,因此对其作离散化处理,离散化的最大挠度方程易于编程,且为研究平托盘面板结构对最大变形的影响提供了便利的途径。研究表明,离散化的最大近似挠度方程能够保证精度要求,其相对误差小于0.4%。最后展示了该算法的软件应用实例。     

SiCp/Al复合材料薄壁回转体变形的仿真分析

运用有限元仿真软件ABAQUS对体积分数为56%的SiCp/Al复合材料薄壁回转体在静载荷作用下的应力、变形及应变进行了仿真研究,研究了载荷施加位置、外径和壁厚对SiCp/Al复合材料圆筒薄壁件的应力、变形及应变的影响规律。结果表明:在其他条件一致的情况下,回转体的外径越小、壁厚越大、受力点距离施加全约束的一端越近,回转体受到外载荷引起的最大应力、最大变形及最大应变越小。薄壁回转体工件的壁厚对工件最大应力、最大变形及最大应变的影响最为显著。当壁厚增加到1mm以上时,最大应力、最大变形及最大应变的变化不明显。     

PZ1650橡皮滚筒受力分析的研究

利用有限元分析软件ANSYS建立橡皮滚筒的几何模型与有限元模型,对其静态性能进行分析研究,通过分析印版、橡皮、压印三滚筒之间的相互作用力,得出橡皮滚筒在印刷过程中的弯曲变形情况,并分析研究了印刷过程中,由于空档的存在使滚筒之间存在的交变振动冲击.