高速织机粘弹性经纱振动特性研究

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1、密级★保密期限：（涉密论文须标注）ZSTUZhejiangSci-TechUniversity硕士学位论文Master’sThesis中文论文题目:高速织机粘弹性经纱振动特性研究英文论文题目：ResearchonVibrationCharacteristicofViscoelasticwarpofHighSpeedLoom学科专业：机械工程作者姓名：陈飞指导教师：吴震宇完成日期：2015-3-9摘要随着织机织造速度的大幅度的提升，对织造过程中影响织物织造效率和织物质量的因素的要求也在不断的提高。在经纱织造过程

2、中，经纱振动会使得相邻经纱间的摩擦和经纱的伸长，从而影响经纱运行时的张力、使得经纱产生变形以及织口的移动，若经纱振动未能得到有效的控制，会引起经纱断纱，影响织物的织造效率，尤其在高速情况下，这种影响就更加的明显。为此，本文采用非线性振动方法对运动经纱的非线性振动进行分析，为有效控制经纱张力提供理论参考。首先，本文是通过把经纱在织造过程中的伸长量转化为两端固定的经纱本身内部张力变化的方法来建立经纱振动模型，同时考虑外界阻尼（空气阻力、摩擦等），经纱材料特性和几何变形的非线性。详细分析了经纱微段模型的几何变形，得

3、到了经纱微段的应力-应变关系，采用弹性力学方法和牛顿力学分析经纱运动的波动过程，根据牛顿定律建立了经纱横向和纵向振动的非线性耦合振动方程。其次，采用非线性振动方法来分析经纱振动过程，运用二阶Galerkin截断方法将经纱振动偏微分方程转化为时空解耦的常微分方程，采用四阶龙格库塔算法和Matlab仿真经纱振动情况，并讨论经纱横向和纵向振动响应，经纱纵向振动对横向振动的影响，纱线材料特性与各种参数对横向振动响应的影响，并提出了防止经纱断纱的措施和减少经纱过度伸长的方法，分析了经纱张力波动比对系统分岔特性和混沌行为

4、的影响，给出了系统处于周期运动时经纱张力波动比的范围。最后，研究经纱在织造过程中的纵向振动特性，采用非线性振动方法和弹性力学方法来分析经纱的振动过程，对运动过程中的经纱本构模型则选用Kelvin模型，建立经纱纵向振动的数学方程。并利用Galerkin截断，分离方程的时间和空间变量，把偏微分方程离散成常微分方程，求解出振动的固有频率。采用四阶龙格库塔算法和matlab方法，讨论经纱各种参数对经纱纵向振动的影响，验证了经纱振动固有频率计算公式的正确性，根据受到的外激励影响情况，分析并得出在启动织机时避免经纱共振的

5、临界速度的计算公式。根据所受外激励情况，模拟外激励形式为一个或两个简谐力叠加时，对经纱受迫振动的振动响应进行分析，得到经纱受迫振动的规律。分析打纬时，经纱受到冲击作用，经纱张力发生的变化，为实际生产提供理论基础。I关键词：经纱振动；粘弹性经纱；仿真分析；受迫振动；分岔和混沌IIAbstractWiththespeedofweavingoftextilemachinerygreatlyimproved,requirementsofweavingefficiencyandthequalityoffabricwer

6、econstantlyimprovingintheprocessoftheweavingofhighspeedloom.Thevibrationofwarpcouldtriggermutualfricationofwarpandelongationofwarp,evenhaveanimportantinfluenceonthewraptensiondeformandcloth-mobile.Ifthevibrationofwarpcouldn’tbeeffectivelycontrolled,itwouldc

7、auseyarnbreakageofwarp,evenaffectweavingefficiencyoffabric.Inparticular,thiseffectwasevenmoreobviousathighspeed.Therefore,thispaperadoptednonlinearvibrationmethodtoanalyzethevibrationofwarpandwastoprovideatheoreticalbasisforeffectivecontrolofthewarpvibratio

8、n.Firstly,thevibrationmodelofwarpwasestablishedbythemethodthatelongationofwarpwasconvertedtotensionvariationsofwarpoffixedendsduringthemovement.Atthesametime,outsidedamping(airresistance,frictionetc),m