这个滚筒的变形怎样求解？

修仙炼魔

有一个大滚筒，由钢板卷制后焊接成形，中间焊接有筋板作为支撑，滚筒直径1280mm，厚度18mm。如图所示。

滚筒加工完后要在圆周面上缠绕一层致密的针布（类似于小锯条，厚度0.6mm，高约3mm）。先在一端钎焊接头，绕玩之后在另一端焊接，拉紧力8KG，滚筒表面粗糙度Ra0.8。要求针布缠绕后滚筒径向变形量不能超过0.03mm。现在老板让我算一下缠绕力导致的滚筒的变形量，打算用有限元软件求解，可是针布对滚筒的压力怎么计算呢？同事有说可以不考虑摩擦，取出针布的一段作为刚体进行受力分析，可是我算了一下，觉得不对。求大神指导。

良生

修仙炼魔 发表于 2015-9-7 12:03
大侠，我们现在是在搞优化，这是我们同行的一个公司的技术介绍，内容很老了，不过原理都是类似的，大侠可 ...

看了着个 查了下资料，有点明白了。
针布条是细条状的，采用专用卷绕机在锡林筒体上螺旋卷绕，拉力设置为8kg。那么具体计算，已知：针布b=0.6mm宽，总高剔除锯齿高度，实际受拉高度按t=1mm计算，针布拉应力q=80N/(0.6mm*1mm*10^-6)=1.33e10^8pa=133Mpa，产生的径向压力p=q*t/R=80N/(0.6mm*640mm*10^-6)=0.21Mpa，相当于2.1个大气压，也不小了。
再计算滚筒应力：对滚筒而言，厚度t1=18mm，径向压力P1=0.21Mpa，产生环向压力q1=P1*t1/R，也可以直接按针布拉应力q*t/t1算，这样q1=1mm/18mm*q=133/18=7.39Mpa。
最后算滚筒变形，环向应变=q1/E=7.39Mpa/200Gpa=3.695*10^-5，径向变形=1280mm*3.695*10^-5=4.729*10^-2mm，约等于4.7丝，这个跟你们的数据相差不多了。
加强筋中环向筋和轴向筋，起的作用不一样，环向是增加环向刚度，也就是滚筒整体变大变小；轴向是因为你两端有法兰板，相当于两端固支梁，板会产生的弯矩挠度，筋可以限制这个挠度大小。两者要分开算。

liqiang260

学习了

修仙炼魔

良生 发表于 2015-9-7 11:25
你意思是每处有多层布？还是每处只有一层？多层每层单独拉紧，哪要乘以层数了算总压力，这个影响大，你们 ...

大侠，我们现在是在搞优化，这是我们同行的一个公司的技术介绍，内容很老了，不过原理都是类似的，大侠可以参考一下：
http://www.qdfangji.com/news/580.html
http://www.qdfangji.com/news/26.html

良生

修仙炼魔 发表于 2015-9-6 16:19
大侠，这个圆筒上的针布是一圈一圈地缠绕上去的，拉紧力是8KG，还有10-12KG的侧压力，保证每一圈的针布都 ...

你意思是每处有多层布？还是每处只有一层？多层每层单独拉紧，哪要乘以层数了算总压力，这个影响大，你们现在实测变形是多大？。你后面积分是没有任何物理意义，一个压力乘以角度再积分，你想想。只有乘以ds才是力。

快意zll

我觉得最大 的变形就是卷板时和焊接中间筋板及两端法兰时产生的，只要把这个变形控制好，不用考虑工作时的压力变形。

修仙炼魔

良生 发表于 2015-9-6 14:54
你这里缠绕对圆筒产生沿径向的压力，导致直径缩小，这个压力会使圆筒环沿周向内部产生压应力。你说的挠度 ...

大侠，这个圆筒上的针布是一圈一圈地缠绕上去的，拉紧力是8KG，还有10-12KG的侧压力，保证每一圈的针布都能够牢靠的贴紧，所以我认为分析时不应该按整个长度的面积积分来算，否则，正如大侠所得，压力只有125Pa，根本不可能有几个丝的变形，这个跟现场的实际情况也是不符的。所以我认为应该这样算：取针布的一段（角度α）进行分析，针布的厚度为b，圆筒半径R，拉紧力为P，产生的压强为q，在y轴上进行投影，由于压强在y轴上的投影是变化的，取均值为qj，bRsinα*qj=Psinα，

压强在y轴投影的均值qj可以这样算：

当 α 趋近于零时，qj=q，所以结合上边的公式，可以求得圆筒收到的压强q=P/bR。

良生

修仙炼魔 发表于 2015-9-6 12:23
大侠说的环向应力是属于剪应力吧，这个滚筒主要是刚度问题，径向变形，强度肯定没问题。现在主要是圆筒的 ...

你这里缠绕对圆筒产生沿径向的压力，导致直径缩小，这个压力会使圆筒环沿周向内部产生压应力。你说的挠度，就是压力使筒中间变形大，两端变形小。计算压力可以这样算：p*(L*2*R)=80N*2，最后p=125pa，可见远小于环向压应力。这里L取1m，计算压力的为什么这样，可以把圆筒当受液体静压力看，两者是一样的，你推导公式时注意用面积积分，不要用角度。

我为人民

走过路过

奇酷机械

小小螺钉 发表于 2015-9-2 14:31
大侠你好，我的想法是这样的：针布是缠绕在滚筒上的，那么整个滚筒面都会受针布的压力（由张紧力所产生）； ...

在理