精密涂布运动粘弹性硬质薄膜的振动特性研究

摘要

立体印刷用的承印材料是经过精密涂布制备的光栅薄膜或纸板。精密涂布制备的光栅薄膜材料多为TPU聚氨酯橡胶，在进行精密涂布的过程中产生的横向振动对精密涂布质量有重要的影响。该TPU聚氨酯橡胶属于粘弹性材料，该模型适合采用薄板理论进行动力学特性研究。因此，本文研究精密涂布过程中TPU聚氨酯橡胶薄膜的动力学特性以及带有划痕的薄膜的振动特性，为印刷硬质薄膜划痕检测提供理论依据。研究的主要内容有： (1)研究微分求积法及硬质薄膜的粘弹性理论。研究微分求积法和粘弹性材料的微分型应力应变关系。在对运动粘弹性硬质薄膜振动特性进行研究时，采用Kelvin-Voigt模型应力应变关系、D'Alembert原理、薄板理论导出运动微分方程，将方程用微分求积法离散。探究后面章节研究的理论基础。 (2)研究精密涂布料膜中含划痕薄膜的振动特性。因为划痕的存在，造成薄膜连续体的不连续性，划痕处存在附加转角。根据Kelvin-Voigt模型应力应变关系、D'Alembert原理、划痕连续条件建立含划痕运动硬质印刷薄膜的微分方程。应用微分求积法，得到含划痕硬质薄膜的复特征方程。研究含划痕状态下运动纸板的振动特性。为印刷硬质薄膜划痕检测提供理论依据。 (3)对计及空气阻力的变速运动印刷硬质薄膜的稳定性进行研究。建立随从力作用下变速运动印刷硬质薄膜的微分方程；将微分方程用DQM离散，获得三阶微分方程组；然后化简，获得状态方程；通过龙格库塔法求解；依据Floquet原理判断纸板的稳定边界，分析各个参数对纸板稳定性的影响。 本文为精密涂布硬质薄膜划痕检测、印刷机的优化设计制造以及精密涂布过程中的运动薄膜的传输稳定性提供了理论指导和依据。

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