胶印机压印滚筒的有限元分析

摘要

目前,高速度、高效率、高性能、高精度已经成为现代胶印机最重要的发展趋势。印刷滚筒是印刷机的核心部件,其性能直接影响到印品质量。在印刷过程中,滚筒在长度方向上发生挠曲变形,压印力沿滚筒轴向上的分布也不均匀,滚筒两端压印力大,而中间部位压印力小。为了改善这种压印力分布的不均匀性,必须提高滚筒自身的抗弯刚度,减小其在印刷过程中的挠曲变形。同时,滚筒的工作性能与其动态性能密切相关。因此对滚筒进行动态特性分析,把动态分析的结果与滚筒结构的设计和改进相结合可以提高产品的工作性能,并对改善印刷品的质量具有非常重要的实际意义。本文以有限元理论和结构有限元动力分析为基础,以J2108胶印机压印滚筒为研究对象,利用美国ANSYS公司开发的ANSYS8.0有限元分析软件,对压印滚筒进行有限元建模和静力分析,得到其在印刷过程中的挠曲变形情况。通过对压印滚筒结构进行优化设计和改进,来提高滚筒的抗弯刚度,减小其挠曲变形,改善印品质量。采用模块Block Lanczos特征值求解法对改进前后的压印滚筒进行模态分析,分别得到前十阶固有频率和模态振型,检验改进后滚筒的动态性能是否得到了改善。改进后的压印滚筒在印刷过程中的挠曲变形减小,最大挠度减小了2.581μm ,改善了其静态性能。同时一阶固有频率提高了2.45％,二阶固有频率提高了3.33%,改善了J2108胶印机压印滚筒的动态性能。

目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题的提出

1.1.1 几种典型的滚筒结构

1.1.2 胶印机滚筒受力变形情况分析

1.2 课题的主要内容

1.3 课题的主要目的及意义

2 理论基础

2.1 有限元法理论概述

2.2 有限元法的基本解题方法

2.3 有限元法的特点

2.4 本章小结

3 压印滚筒有限元模型的建立

3.1 有限元分析软件ANSYS 简介

3.1.1 ANSYS 的分析过程

3.1.2 ANSYS 的特点

3.2 ANSYS 建模的理论基础

3.2.1 建模方法的选择

3.2.2 有限元网格划分的原则

3.3 胶印机压印滚筒有限元模型的建立

3.3.1 胶印机压印滚筒有限元模型的确定

3.3.2 胶印机压印滚筒约束条件的确定

3.4 本章小结

4 压印滚筒的有限元分析及改进

4.1 压印滚筒的静力分析及改进

4.1.1 压印滚筒的静力分析

4.1.2 压印滚筒结构的改进

4.1.3 压印滚筒偏心的计算

4.2 压印滚筒的动态性能分析和比较

4.2.1 结构有限元动力分析理论

4.2.2 改进前后压印滚筒的动态性能比较

4.3 确定压印滚筒最终的改进方案

4.4 本章小结

5 结论

5.1 主要结论

5.2 存在的不足

致谢

参考文献

附录