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柔性电子等新型薄膜产品在信息、能源、医疗及印刷领域中有着越来越广泛的应用,薄膜加工的质量和效率受到导向辊及其与运动薄膜间夹带气体流场特性的影响。本文以北人FR-300凹版印刷机的导向辊、运动薄膜和它们之间夹带的气体为研究对象,对运动薄膜与导向辊之间的夹带气体的流场特性和导向辊的挠曲变形进行了研究。具体工作如下: (1)研究了薄膜与导向辊之间夹带气体-维流场特性问题。根据流体润滑理论和材料力学理论,建立了夹带气体的一维雷诺兹方程和运动薄膜的平衡方程组。采用有限差分数值方法对偏微分方程组进行离散,用高斯迭代法对离散后的方程组进行求解,得到了夹带气体无量纲的气膜厚度和压强分布。获得了不同离散点的无量纲的气膜厚度和压强分布曲线,分析讨论了薄膜的印刷速度和薄膜张力等因素对夹带气体流场特性的影响。 (2)研究了薄膜与导向辊之间夹带气体二维流场特性问题。基于流体润滑理论和材料力学理论,建立了夹带气体的二维雷诺兹方程和运动薄膜的平衡方程组。采用有限差分法进行了数值计算,求得薄膜与导向辊之间夹带气体的二维气膜厚度和压强分布情况,分析讨论了包角和薄膜宽度与导向辊半径的比率剥+夹带气体的流场分布的影响。 (3)研究了导向辊挠曲变形问题。以凹版印刷机导向辊为研究对象,将其简化为变截面简支梁模型,利用简支梁理论的数值计算方法对导向辊的挠度进行了分析与研究。分析了在薄膜张力和导向辊重力的作用下,不同轴肩长度,不同薄膜张力和三种壁厚的导向辊的挠曲变形情况。研究表明当薄膜张力为200 N/m、轴肩长度为160 mm和辊身壁厚为4.5mm时,导向辊的挠度最小为53.0726μm。利用ANSYS对该模型的导向辊进行了仿真分析和验证。