胶印机印刷滚筒性能分析与结构优化研究

摘要

在印刷中,图文信息的转移需要通过多个印刷滚筒的相互接触压印,借助合适的印刷压力,使图文信息最终顺利转移到承印物上。滚筒在印刷压力和自身重力作用下,由于滚筒复杂的结构,必然发生复杂的弯曲变形,从而造成印刷压力分布的不均匀,影响印品质量。本课题以J2108型胶印机印刷滚筒为研究对象,应用有限元接触理论,借助先进的分析工具平台,通过建立滚筒接触压印的有限元分析模型,模拟更真实的滚筒受力状况,依据距离反求法对印刷过程进行了仿真,分析了在印刷过程中印刷压力的变化及分布规律,在对滚筒的结构进行优化改进研究基础上,提出并设计了一种新型非均匀分布翅型加强筋印刷滚筒原型结构。本课题研究主要内容及成果如下：(1)对印刷压力的产生机理进行了研究,借助现有研究成果,建立了印刷压力与滚筒径向变形之间的理论关系。建立了单个印刷滚筒的分析模型,对印刷压力下的滚筒挠曲变形进行了仿真,得到了其挠曲变形曲线。(2)将有限元接触理论应用到滚筒接触问题的研究中,通过对压印滚筒和橡皮滚筒的接触压印过程以及利用距离反求法对滚筒间的印刷压力的仿真分析,揭示了接触压印区印刷压力分布变化规律,提出了滚筒接触压印的有限元分析方法。(3)在两滚筒接触压印分析方法的基础上,通过对印版、橡皮、压印三滚筒接触压印过程的有限元仿真分析,更真实的揭示了印刷过程中的印刷压力轴向和周向变化及分布规律。(4)根据印刷压力的变化及分布规律的仿真分析结果,提出了印刷滚筒的结构优化改进途径,并设计了一种新型非均匀分布翅型加强筋印刷滚筒。分析表明：改进后印刷滚筒很好地改善了印刷压力分布不均的状况,有利于提高印刷品质量。

目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题提出

1.2 印刷滚筒的研究现状

1.3 课题研究思路和主要内容

2 单个印刷滚筒的结构性能分析

2.1 印刷压力的理论计算

2.1.1 印刷压力的理论计算

2.1.2 印刷压力计算程序设计

2.1.3 应用实例

2.2 单个印刷滚筒的结构性能的分析方法

2.2.1 有限元理论及工具概述

2.2.2 滚筒有限元模型的建立

2.2.3 约束与载荷的分析确定

2.3 结果分析

2.4 本章小结

3 两滚筒印刷部件的性能分析

3.1 单滚筒结构性能分析的局限性

3.2 有限元接触理论

3.2.1 一般接触问题描述

3.2.2 接触问题的数值解法

3.2.3 接触问题的有限元求解方法

3.3 两滚筒接触压印有限元分析模型的建立

3.3.1 两滚筒印刷部件模型的建立

3.3.2 网格划分

3.3.3 建立接触对

3.3.4 接触压印过程的仿真

3.3.5 求解

3.4 结果分析

3.5 本章小结

4 三滚筒印刷部件的性能分析

4.1 三滚筒印刷部件性能分析的必要性

4.2 建立三滚筒接触压印的有限元分析模型

4.2.1 三滚筒印刷部件建模和网格划分

4.2.2 建立接触对

4.2.3 三滚筒压印过程的仿真

4.3 结果分析

4.3.1 接触区印刷压力分布分析

4.3.2 印刷压力轴向变化分析

4.3.3 印刷压力周向变化分析

4.4 本章小结

5 印刷滚筒结构的优化改进

5.1 滚筒优化改进的要求

5.2 印刷滚筒结构的优化改进方案

5.3 改进后滚筒性能分析与对比

5.4 本章小结

6 结论与不足

6.1 主要结论

6.2 存在不足

致谢

参考文献

附录