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基于有限元接触分析的印刷滚筒压力仿真与结构优化

• 4 滚筒结构优化

  为克服滚筒挠曲变形造成的印刷压力分布不 均的问题，本文在滚筒筋板之间的通孔处沿轴向设 计加强筋，由于各个通孔处滚筒的的挠曲变形量不 相等，各个通孔处的加强筋半径尺寸大小不等，在 挠度变形较大处设计较大尺寸的加强筋，挠度变形 较小处设计较小尺寸的加强筋。在通 孔内沿滚筒轴向设置有加强筋1、2、3、4，其长 度与通孔的长度相同。加强筋的在滚筒体径向方向 上，顶部朝向滚筒体1 的轴心，其底部位于通孔2 远离滚筒体的中心实轴一侧的表面，加强筋1、2、 3、4 沿滚筒体径向方向的截面为圆弧形，其半径 沿滚筒体的轴向保持不变。加强筋1、2、3、4 的 径向尺寸根据滚筒周向印刷压力变化趋势确定。

  为了便于滚筒的制造，加强筋的半径沿轴向不 变。通过在通孔处设计加强筋以提高滚筒在此处的 抗弯刚度，使滚筒的周向挠曲变形曲线趋向平缓， 从而保证印刷压力在周向不同位置的大小趋于一致。

  优化后的滚筒的周向挠曲曲线明显 平缓，而且滚筒周向各位置点的挠曲变形都相应减小， 说明优化改进后滚筒的抗弯刚度提高，印刷过程的挠 曲变形减小，而且沿轴向不同位置点承受的周向印刷 压力趋于一致，较好地改善了印刷滚筒周向印刷压力 分布不均的状况，有利于提高印刷品质量。

  5 结论

  本文通过对滚筒挠曲变形的有限元接触分析， 分析滚筒的轴向和周向挠曲变形特性，对现有滚筒 的结构进行了优化改进，得到一种新型非均匀分布 翅型加强筋印刷滚筒结构。优化后滚筒的周向挠曲 线比现有滚筒的明显平缓，挠曲变形相应减小，较 好的改善了滚筒轴向和周向印刷压力分布不均的状 况，有利于提高印品质量。

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