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《昆明理工大学》 2009年
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基于有限元分析的绉片机辊筒横压力的数学模型研究

冯玲兵  
【摘要】:随着天然橡胶初加工工业的发展,天然橡胶初加工设备开始向大型化、自动化、多样化发展,尤其是向大型化的发展。提高生产效率,能以低成本创高质量的产品,更具竞争力,生产设备大型化低成本已是必然趋势。但是,无论是已经批量生产的绉片机,还是正在研制开发阶段的绉片机,它们都是在现有绉片机机型设计的经验基础上进行放大,没有对其进行科学的理论分析。在辊筒横压力大小的确定上,只是停留在依据经验设计,至今没有一套理论上准确的设计公式,这也阻碍了绉片机向大型化,低成本方向的发展。 论文针对西双版纳橡胶机械厂ZP-350×700型绉片机进行动力学研究,在查阅相关文献的基础上,基于橡胶的弹塑性变形理论,建立辊筒横压力数学模型。并以弹塑性有限元理论为基础,借助ANSYS/LS-DYNA强大的有限元分析功能和PRO/E的建模功能,利用LS-PREPOST方便直观的后处理功能,对绉片机绉片成形过程进行有限元模拟仿真。 建立光辊有限元仿真模型,对胶料绉片过程进行显式动力学仿真分析,对胶料的变形情况、速度情况、应力应变状态、辊隙间速度分布情况以及辊筒受力情况与辊筒横压力数学模型得出的结果进行比较分析,得知该有限元模型具有一定的准确性及可行性。在光辊有限元仿真模型的基础上,建立表面带有菱形花纹的绉片机花纹辊筒有限元仿真模型,分析了绉片机在绉片过程中的应力、应变情况,对不同辊距条件下辊筒的受力情况进行了分析,对光辊辊筒横压力数学模型进行了调整、修正,最后确定了绉片机的辊筒横压力数学模型,并且针对绉片机辊筒表面菱形花纹大小对辊筒横压力的影响作出了分析。利用绉片机辊筒横压力计算模型及绉片机的功率计算方法给出了推荐的绉片机系列电机驱动功率参数,为绉片机大型化合理选择电机功率提供了参考。 论文所运用的研究方法和得出的绉片机辊筒横压力数学模型对新型绉片机的设计及其电机选型能起到积极的指导和推动作用,具有较大的实际意义。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TQ330.1

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