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为减小胶印机高速工况下的振动情况,在江苏省科技成果转化项目的支持下,本文以某胶印机为研究对象,系统的研究了胶印机振动测试、胶印机单元有限元模型建立、胶印机有限元模型的静动态分析、胶印机单元模型的拓扑优化等关键内容。本文的主要内容和创新点如下:
1.对胶印机进行振动测试,寻找胶印机振动的特性和可能的薄弱环节。
2.建立了胶印机单元的有限元分析模型,研究在建立有限元模型时如何既能够准确模拟胶印机结构静、动力学性能,又能使模型计算规模控制较小。
3.通过对胶印机模型的静动态分析,准确识别及分析其动态特性,联合振动测试的结果确定胶印机振动的薄弱环节。为定义下一步的结构优化设计目标提供依据。
4.基于拓扑优化理论的基本理论,在动态分析的基础上,以单元固有频率最大化作为优化的目标函数,进行拓扑优化。通过拓扑优化,帮助寻找结构优化方案。仿真结果表明优化后单元第1阶固有频率提高20.9%。研制的新整机实际运行表明,新胶印机的动态性能有所提高,高速工况下印刷质量改善。
论文的研究工作为胶印机结构设计、分析方面积累一定经验。对缩短胶印机设计周期,增强国产胶印机竞争力提供了一定参考。