基于AnsysWorkbench涂布辊结构建模和仿真,这篇涂布论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
涂布论文参考文献：
摘 要：刮涂装置是影响极片制造工艺的关键工艺之一,而其中涂布辊的形变会对刮涂装置造成不可恢复的影响.因此,涂布辊的结构设计在整个刮涂装置设计中占有重要地位.文章通过采用Ansys Workbench软件对结构进行仿真和验证,极大地节省了人力和物力的投入,在保证结构强度和刚度的情况下,实现了结构的轻量化.
关键词：涂布辊;ANSYS Workbench;仿真
中图分类号：TS735.1文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）26-0005-02
1 概 述
20世纪70年代, M.S.Whittingham提出并开始对锂离子电池进行研究,锂离子电池以其比能量高、循环寿命长、安全性能好、无记忆效应、对环境友好等优势引起了人们的广泛关注,已经广泛应用于手机、笔记本电脑、电动自行车和电动汽车等.而且政府发展新能源的政策也极大刺激了广大电池生产厂商的热情,各地各厂家都加大了对锂离子电池研究的投入1,2,3.
涂布作为锂离子电池生产中关键的一环,必不可少.而涂布辊（K Hand Coater）又是辊式涂布机用来转移涂料到基材的机构,在涂布的过程中由于涂布辊自重和浆料的压力,会造成涂布辊和刮刀的变形,进而影响涂布的厚度均匀性.因此对涂布辊的结构进行研究有很重要的意义.
2 基于SolidWorks的涂布辊建模
SolidWorks软件,是达索公司出品的一款CAD /CAE三维软件,此款软件采取参数化设计理念,可以用有限的参数完全约束复杂的几何模型,能够将设计生产过程集成,实现并行设计.目前已成为主流的CAD软件之一,尤其在国内产品结构设计领域占据着重要地位,成为广大结构设计人员不可或缺的设计软件.
考虑到ANSYS软件前期建模功能比较简单,本课题采用Solidworks软件进行建立三维模型.本文设计的涂布辊采用的材料为45号钢,并进行调质处理,硬度通常会达到HB225,具体尺寸为长度600 mm,涂布辊直径为180 mm,涂布辊安装轴径为60 mm辊面宽度为480 mm,其实体建模结果,如图1所示.
3 基于Ansys Workbench进行仿真
Ansys Workbench是ANSYS公司推出的一种协同仿真环境4,能够和SolidWorks 完全集成的设计分析系统.Ansys Workbench提供了单一屏幕解决方案来进行应力分析、频率分析、扭曲分析、热分析和优化分析.其通过有限元的思路解决问题,通过把一个连续的物体划分为有限个单元,这些单元再通过节点进行连接,模拟承受和实际载荷等效的节点载荷进行求解5.考虑到涂布辊在受力时主要为静力,所以本文对其进行静力学分析,其具体分析步骤如下.
3.1 导入三维模型
通过ANSYS Workbench对外接口,将Solidworks软件所建模型导入,通常采用stp格式文件.
3.2 设定材料材质
在将模型导入ANSYS Workbench中后,需要对材料材质的性能进行设置,在本文中,材料采用的为45号钢,抗拉强度不小于600 MPa,屈服强度不小于355 MPa,延长率不小于16%,密度7 890 kg/m3,泊松比0.269,杨氏模量209000GPa6.
3.3 网格划分
网格划分,是有限元分析中的一个关键的步骤,直接影响到解算的精度和速度.通常采用下述三种方法划分：自由网格划分,映射网格划分,拖拉,扫掠网格划分.其中自由网格划分是自动化程度最高的一种划分方法,它能够在实体面上自动生成三角形或四边形网格,在体上自动生成四面体网格.因结构相对简单,因此本文采用自由网格划分,通过ANSYS的智能尺寸控制技术,能够自动控制网格的大小和疏密分布.网格划分,如图2所示.
3.4 添加边界约束条件和作用力
在分析的过程中,要弄清物体所受的力和边界约束条件,在整个涂布装置中,涂布辊主要受自身重力作用和两端支撑力,因此在本分析过程中,添加A、B两个支撑力和C整个物件的重力.其受力,如图3所示.
3.5 设置求解对象及求解结果
在完成上述步骤后,需要设置求解的对象,并进行求解.由于涂布辊的形变是影响产品质量的重要因素,因此,本文选取涂布辊的总形变量作为求解的对象,求解结果,如图4所示.
3.6 结论分析
由上图可以看出,涂布辊由于受重力变形,变形最大处位于中间位置,约1.79 μm,在整个辊面区域的变形量达到了0.2～1.79 μm,能够满足设计要求.
4 结 语
本文通过在三维软件中进行建模,并在ANSYS Workbench中进行仿真分析,通过有限元分析法,分析了涂布辊的形变,为接下来的设计打下了坚实的基础,同时还可以实现材料选型的优化,为结构设计提供依据.随着计算机辅助设计技术的发展,仿真软件在结构设计中要的应用也越来越广泛,已经成为一种趋势.它一方面可以减轻校核计算所产生的工作量,另一方面也可以加快设计节奏,避免因长时间的试验过程拉长设计周期.
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结论：适合涂布论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关涂布加工厂开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
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