[发明专利]一种判断钢-橡胶辊结构在动态旋转工况下橡胶粘弹性影响程度的方法

说明书

本发明公开了一种判断钢‑橡胶辊结构在动态旋转工况下橡胶粘弹性影响程度的方法，本发明将钢‑橡胶辊动态接触的运动分析与橡胶材料数据进行耦合，使橡胶动态粘弹性的判断方法更具实时性和有效性，同时，利用判断方法亦可快速预估橡胶粘弹性的影响程度。本发明通过结合材料实验数据和工况因素，判断钢‑橡胶辊结构在各种工况下橡胶粘弹性影响程度的方法，通过对材料实验数据的数学变换及钢‑橡胶辊动态接触的运动学分析，建立辊子转速、辊间载荷与橡胶材料松弛模量衰减响应之间的关系，快速判断不同工况时是否应考虑橡胶粘弹性，以及考虑粘弹性时其影响程度的大小，提高工程设计和测试效率。

技术领域

本发明涉及到判断钢-橡胶辊结构在动态旋转工况中橡胶材料粘弹性影响程度的判断方法，属于材料应用计算领域。具体涉及一种结合橡胶材料实验数据和钢-橡胶辊结构实际工况条件判断相应工况下是否需考虑橡胶粘弹性以及粘弹性影响程度的判断方法。

背景技术

钢-橡胶辊结构是典型的印刷单元结构，同时也广泛存在于农业机械、薄膜制造、包装机械等领域。多工业领域中，依靠典型成组的橡胶辊和钢辊结构彼此挤压接触旋转，完成介质的传递和结构运转。由于辊的材料钢和橡胶存在明显的弹性差异，在挤压旋转中，变形主要发生在较软橡胶辊表面接触区橡胶层上，不论是流体介质通过还是结构运转稳定都与橡胶材料的变形和恢复有关，有必要研究实际工况下橡胶的材料特性，以预判断或分析实际工程中钢-橡胶辊类结构静动力学特性和接触特性。

橡胶是典型的非线性高分子材料，由于橡胶的超弹性，大变形、高延展性是其明显的弹性性质。橡胶的滞后生热、力学损耗、松弛、蠕变现象则是因橡胶粘弹特性决定。橡胶的粘弹性表达与载荷频率和温度紧密相关，在特定温度和频率范围内，橡胶的粘弹性将变得显著而不可忽略。此外，挤压位移和辊子转速等工况因素的不同，也对橡胶粘弹性的影响程度作用明显，而橡胶材料性质变化使钢-橡胶辊结构的应力场分布和接触宽度等接触特性也发生改变，对结构在实际工况条件下的稳定运行产生较大影响。

结合橡胶材料力学特性，研究实际工况条件下橡胶材料粘弹性的影响程度，有助于实际工况中橡胶辊状态的判断以及工况条件的设计。对印刷行业，能够快速判断工况条件下橡胶材料粘弹性的影响程度显得格外重要，快速判断以及及时反馈可以更好保证油墨流体传递稳定性与印刷产品质量。因钢-橡胶结构也广泛存在其他机械领域，本发明内容具备较强的通用性，结合材料特性和工况条件快速判断各种工况下橡胶粘弹性的影响程度，对含钢-橡胶辊结构的工业机械受力水平分析、工况条件的检测与设计都提供了一种有效检验方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种结合材料实验数据和工况因素，判断钢-橡胶辊结构在各种工况下橡胶粘弹性影响程度的方法，通过对材料实验数据的数学变换及钢-橡胶辊动态接触的运动学分析，建立辊子转速、辊间载荷与橡胶材料松弛模量衰减响应之间的关系，快速判断不同工况时是否应考虑橡胶粘弹性，以及考虑粘弹性时其影响程度的大小，提高工程设计和测试效率，

本发明的技术手段在于将钢-橡胶辊动态接触的运动分析与橡胶材料数据进行耦合，使橡胶动态粘弹性的判断方法更具实时性和有效性，同时，利用判断方法亦可快速预估橡胶粘弹性的影响程度。

本发明是采用以下技术手段实现的，总体方法流程图可见附图1，一种判断钢-橡胶辊结构在动态旋转工况下橡胶粘弹性影响程度的方法，该方法的实现过程如下：