基于變質量系統(tǒng)的卷繞內張力變化規(guī)律研究.pdf

1、在造紙、包裝、軋鋼和紡織等行業(yè)中，需要對帶材進行卷繞（收卷）成形，以縮小貯存空間，或方便運輸。在卷繞過程中，卷筒內部經(jīng)常會出現(xiàn)皺折和厚度不均的現(xiàn)象，嚴重影響卷材質量。為了能使卷筒內部平整、卷筒緊實，有必要對卷繞過程進行分析，研究卷繞過程中內張力分布規(guī)律，實現(xiàn)無曲皺的卷繞。
　　本文主要的研究內容和結果如下:1)分析了國內外關于卷繞內張力變化規(guī)律的研究現(xiàn)狀，提出了基于變質量系統(tǒng)進行卷繞內張力變化規(guī)律研究以及包括慣性力在內的內張力分析

2、計算。
　　2)對卷繞系統(tǒng)內張力的機理進行分析。把卷筒模型轉化為二維平面軸對稱模型，內張力分析歸結為徑向應力和切向應力的分析。定性分析了卷繞物自身力學性能、卷繞半徑、卷繞慣性力、卷芯類型及卷繞張力對卷繞內張力的影響。根據(jù)卷筒內部發(fā)生曲皺原理，提出卷繞內張力均勻穩(wěn)定所需滿足的條件，切向應力介于零和屈服極限σs之間。
　　3)根據(jù)彈性力學分層厚壁圓筒理論將卷筒看成厚壁圓筒，利用應力法求解滿足彈性邊界問題的基本方程，求得在考慮體力

3、情況下的內外壁受均勻壓力的厚壁圓筒的應力分布公式，再利用達朗貝爾原理對卷筒內張力進行動態(tài)力學分析，確立動態(tài)力平衡方程，通過疊加原理和微積分原理建立了數(shù)學模型并推導出基于變質量的內張力分布公式，得到卷繞過程中卷筒內部切應力σθ(r，R)的分布表達式。
　　4)利用MatlabGui界面設計了卷繞系統(tǒng)卷繞物內張力計算分析軟件，定量分析比較各個卷繞參數(shù)對卷繞內張力的影響。通過算例分析發(fā)現(xiàn)卷繞內張力隨半徑增大逐漸減小;對于卷筒內任意一點，

4、隨著卷繞半徑的增大，其卷繞內張力逐漸增大。同時得出:卷繞慣性力對卷繞內張力的影響大，不可忽略;采用剛性芯軸及減張力控制函數(shù)更有利于卷繞內張力保持均勻穩(wěn)定而不發(fā)生曲皺現(xiàn)象。
　　5)利用AnsysLs-Dyna對卷繞過程進行動態(tài)計算仿真分析，得到卷繞內應力變化規(guī)律，仿真分析結果與Matlab數(shù)值計算規(guī)律基本一致，從而驗證了理論公式的可行性。
　　6)進一步對所研究分析的理論與前人的研究進行對比總結，得出結論。
　　7)總