格构增强复合材料均匀轧辊的制备及性能研究

随着染色效率的提高,传统笨重的金属轧辊逐渐被轻质高强的复合材料轧辊代替。轧染工艺使用的轧水轧车要求其轧辊具有线压力稳定、弯曲刚度高的特点。本文采用格构增强复合材料代替传统金属材料,选用圆截面型材和方截面型材制造了格构结构,通过环向卷制工艺制备了蒙皮层,最终制得轻质高刚的复合材料均匀轧辊,通过ANSYS模拟仿真,分析了格构形式和蒙皮厚度变化对复合材料轧辊线压力的影响,通过低载三点弯曲和环向压缩表征了格构形式和蒙皮厚度对复合材料轧辊的弯曲刚度和侧压抗压刚度的影响。结果表明:蒙皮厚度相同时,圆截面格构对轧辊的线压力提升较大,同时,与方截面格构增强轧辊相比,圆截面格构增强轧辊的弯曲刚度和侧压刚度均更高。随着蒙皮厚度的增加,格构增强轧辊的比刚度增加,但增幅逐渐变缓。蒙皮厚度小于4 mm时,圆截面格构对比刚度的增强效果高于方截面的增强效果。

基于有限元法的均匀轧辊研究（英文）

以有效幅宽1 600 mm的均匀轧辊为研究对象,采用有限元软件Fluent建立均匀轧辊内液压油的有限元模型,计算了轧辊转速、油压、气压对轴线方向油压分布的影响。用ANSYS/LS-DYNA对均匀轧辊仿真分析,研究不同油压、气压作用下织物纬向受力的变化。结果表明:均匀轧辊的转速和外加载荷的变化均会导致油腔内油压分布不均匀,但油压整体的变化量不大。均匀轧辊在一定油压和气压下,织物纬向受力均匀。当均匀轧辊气压不变油压升高时,织物中部受力变大。当均匀轧辊油压不变气压升高时,织物端部受力变大。研究得出各个轧点位置的受力情况,为精确控制织物轧余率提供了参考。

均匀轧辊压力配伍模型设计

为提高织物轧压后的轴向轧液均匀性,减少左中右色差,首先论述均匀轧辊内部结构与工作原理,分析轧液均匀性影响因素,然后利用ANSYS/LS-DYNA非线性动力分析软件,对均匀轧辊辊系有限元模型进行数值模拟,分析辊腔油压大小对辊间压力分布的影响,在轧车承载范围内设计多组压力方案,建立均匀轧辊有效幅宽范围内气囊气压与辊腔油压的配伍模型,最后进行了轧压实验。结果表明:按照经验取油压载荷时,沿辊身轴线方向平均轧余率差值为7.3%;按照压力配伍模型取油压载荷后,轴向最大轧余率差值均小于5%,平均轧余率差值为3.1%,满足生产中对轧液轴向均匀性的要求。

基于ANSYS/LS-DYNA的均匀轧辊周向变形分析

为探究辊腔内周期性油压载荷作用下的均匀轧辊周向变形规律,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立均匀轧辊周向有限元模型,再利用及ALE(arbitrary lagrange-euler)方法,通过流固耦合计算,分析橡胶辊面的接触变形和轧辊转速对接触应力的影响,为均匀轧辊模型受力简化提供依据。

叠加曲线均匀轧辊

均匀轧辊可获得均匀及不同形状的轧点连线，利用叠加曲线的方法，得出轧辊辊体的轮廓曲线方程，通过对轧辊安装方式的调整，可获得均匀轧辊的效果。