Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Технологические особенности процесса фальцовки 8
1.1. Сущность явления деформации при фальцовке. Первый сгиб 8
1.2. Деформация листа при взаимно-перпендикулярных сгибах 13
1.3. Дефекты фальцовки. Образование диагональных морщин 15
1.4. Существующие способы уменьшения образования диагональных морщин 24
1.5. Поиск решения задачи устранения диагональных морщин в смежных отраслях 27
Выводы по первой главе 34
Глава 2. Контактная задача при фальцовке 35
2.1. Постановка задачи 35
2.2. Расчет минимальной силы для создания необратимого сгиба 36
2.3. Условия равновесия сил в зоне контакта 46
2.4. Расчет величины деформаций и перемещений наружного листа 57
2.5. Силы трения в зоне фальцевания 59
2.6. Скорость волны сжатия в бумажном листе 67
Выводы по второй главе 84
Глава 3. Экспериментальные исследования 85
3.1. Исследование деформационных и прочностных свойств бумаги 85
3.2. Определение минимальной силы сжатия при первом и последующем сгибах для различных сортов бумаги 93
3.3. Определение зависимостей между силой сжатия и величиной деформаций бумаги в диагональных морщинах 96
3.4. Определение зависимостей между скоростью фальцовки и величиной деформации бумаги в диагональных морщинах 102
Выводы по третьей главе 105
Общие ыводы 107
Библиография ПО
Приложения 115
- Деформация листа при взаимно-перпендикулярных сгибах
- Существующие способы уменьшения образования диагональных морщин
- Расчет минимальной силы для создания необратимого сгиба
- Определение минимальной силы сжатия при первом и последующем сгибах для различных сортов бумаги
Введение к работе
Актуальность исследования. В условиях бурно развивающейся полиграфической промышленности и острой конкуренции на рынке полиграфических услуг становится очевидным, что качество продукции является главнейшим критерием, определяющим её конкурентоспособность.
Борьба за качество продукции происходит на всех операциях изготовления, начиная с допечатных процессов и заканчивая переплетно-брошюровочными и отделочными работами. Одной из таких стадий является фальцовка, которая оказывает большое влияние на качество издательской продукции, а также на характер и трудоемкость брошюровочно-переплетных работ, в частности, на подборку, шитье и формирование корешка блока.
Качество продукции, в том числе книжно-журнальной, в большой степени определяется качеством исходных полуфабрикатов. К таковым можно отнести тетради, представляющие собой согнутые, сфальцованные листы бумаги. Одни и те же тетради могут быть получены при ручной и машинной фальцовке, на фальцмашинах или в фальцаппаратах рулонных печатных машин.
Конструкция тетрадей отличается большим разнообразием. Тетради можно характеризовать: количеством и расположением сгибов, характером головочной части (закрытой и открытой), шлейфом и т.д. Наибольшее распространение при выпуске книжно-журнальной продукции получили, так называемые, журнальные тетради и книжные тетради-двойники, которые и являются предметом рассмотрения в настоящей работе.
Тетради имеют определенные дефекты: неправильная последовательность страниц, неплотная затяжка фальцев, неточность фальцовки (отклонение длины и угла фальцовки), смещение бумаги в области корешкового фальца, проблемы связанные с электростатикой и микроклиматом, истирание бумаги и отмарывание, образование морщин и складок. Из них с фальцеванием связаны: неплотная затяжка фальцев, истирание бумаги, отмарывание, образование морщин и складок, они же в основном влияют и на качество продукции. Одним из важнейших дефектов является морщение. Оно возникает при фальцевании, как на фальцмашинах, так и фальцаппаратах. Анализ литературы показал, что природа образования морщин практически не раскрыта. Только в отдельных публикациях речь идет о качественной картине образования морщин. Поэтому разработка теоретических основ возникновения морщин является актуальной задачей.
Цель диссертационной работы. Основной целью работы является разработка научных основ возникновения морщин и мер по борьбе с ними.
В соответствии с этим математическая модель процесса появления диагональных складок-морщин должна описывать:
1. Минимальную силу для создания необратимого сгиба.
-
Условия равновесия сил в зоне фальцовки при упругой и упруго-пластичной деформации.
-
Деформации и перемещения наружного и внутреннего листа в зоне фальцовки.
-
Силы трения в зоне фальцовки.
5. Волновые процессы в бумажном листе.
Научная новизна работы заключается в следующем:
теоретическое обоснование процесса образования дефектов бумаги в фальцевальных устройствах;
методика расчета величины диагональных морщин в зависимости от давления и скорости работы устройства.
Практическая ценность. Разработанная в диссертации методика анализа образования диагональных морщин позволяет оценить степень эффективности функционирования того или иного типа фальцевальных устройств с точки зрения точности, а также определить параметры, в наибольшей степени, влияющие на величину диагональных морщин.
Методика может быть использована как при разработке новых образцов фальцевальных устройств, так и при выборе имеющихся в продаже систем.
Разработанные методы могут быть использованы на предприятиях для оценки качества сфальцованной продукции. Эти методы также могут быть положены в основу разработки снижающей вероятность появления диагональных морщин.
Апробация работы. Положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях Московского государственного университета печати (научно-техническая конференция МГУП, 2006 г., научно-техническая конференция молодых ученых МГУП, 2007 г.)
Диссертант является соавтором кафедрального отчета по госбюджетной научно-исследовательской теме.
Результаты диссертации используются в учебном процессе и для курсового проектирования по дисциплине «Послепечатное оборудование».
Публикации. По тематике работы опубликованы 3 научные статьи, сертификат регистрации объекта интеллектуальной собственности и тезисы докладов на двух научно-технических конференциях.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка использованных источников и приложения. Она содержит 114 страницы, включая 7 таблиц и 34 рисунка.
Деформация листа при взаимно-перпендикулярных сгибах
В механизме получения второго и последующих перпендикулярных сгибов, есть три важные особенности. Первая состоит в том, что жесткость одного края односгибной тетради у сгиба значительно отличается от жесткости остальной ее части. Вследствие этого в кассетных фальцевальных машинах происходит неравномерный прогиб бумажной петли перед ее захватом фальцующими валиками и отставание захвата петли у кромки листа, имеющей сгиб. Вторая особенность заключается в том, что наружная доля листа огибает внутреннюю по радиусу, равному толщине листа, и при плотном к ней прилегании оказывается уже внутренней, «выжимая» ее на величину Cn = 7rd 12, а в многосгибных тетрадях на величину ndCn /4-1 .
Однако по кромке первого сгиба обе доли листа составляют единое целое, поэтому внутренняя доля не может в этом месте сместиться относительно внешней и испытывает от внешней доли листа значительные напряжения сжатия, направленные по линиям первого сгиба. Третьей особенностью является то, что внутренняя половина листа, связанная с наружным первым сгибом наподобие шарнира, может поворачиваться относительно точки пересечения сгибов и, по мере прохождения второго сгиба в фальцваликах, постепенно вытесняться из наружной. Так как противоположная от первого сгиба часть листа относительно свободна, она заметно отодвигается от линии сгиба наружной половины листа. Эти особенности обусловливают снижение точности перпендикулярного сгиба при фальцовке листов в кассетных фальцевальных машинах, а во всех типах — появление диагональных морщин и неплотную затяжку фальцев.
При последующих перпендикулярных сгибах предыдущие подвергаются дополнительному уплотнению в фальцваликах, причем, если в предыдущей фалъцсекции сгиб обжимался сразу (за несколько тысячных секунды), то в следующей секции он обжимается постепенно, по мере прохождения листа между фальцующими валиками с удельным временем около 0,5 с/м. Вероятность образования морщин и складок и неплотной затяжки фальцев при третьем и особенно четвертом перпендикулярном сгибе многократно возрастает.
Схема выжимания внутренней доли листа при перпендикулярной фальцовке; F - результирующая сил упругости долей листа. 1.3. Дефекты фальцовки. Образование диагональных морщин
Основными дефектами, возникающими при фальцовке, являются: неправильная последовательность страниц, неплотная затяжка фальцев, неточность фальцовки (отклонение длины и утла фальцовки), смещение бумаги в области корешкового фальца, проблемы связанные с электростатикой и микроклиматом, истирание бумаги и отмарывание, образование морщин и складок. Рассмотрим каждый из них в отдельности.
Правильная последовательность страниц в тетради является безусловным показателем качества, нарушение которого приводит к браковке издания. Неправильная последовательность страниц в основном связана с пропуском тетрадей в скомплектованном блоке, попадании лишней или "чужой" тетради, при неправильном спуске полос, перевернутой тетради и пр.
Точность фальцовки характеризуется отклонением фактического сгиба, фактической линии сгиба от определённого теоретически сгиба, заданной линии сгиба. Такие неточности могут проявляться в виде отклонений длины и угла фальцовки и оказывать влияние на положение "зеркала" набора блока. Отклонение длины фальцовки определяется как разница между фактической и заданной линией фальца, отклонение угла фальцовки — это угол между фактической и заданной линией фальца [48].
С одной стороны, отклонения могут появляться как систематические дефекты, вызванные неправильной регулировкой фальцевальной машины (например, упора кассеты, параллельности фальцевальных валиков). Среднее значение допусков при фальцовке (отклонение от фактической и заданной линии фальца) выше или ниже заданной линии фальца. Следует учитывать, что при регулировке длины листа всегда остаётся некоторая погрешность юстировки порядка ± 0,25 мм [49].
Точность фальцовки оценивается как равенство полей на смежных страницах, совмещение краев смежных полос или колонцифр, а для незапечатанной бумаги — как совмещение кромок долей листа. Допуск на точность фальцовки и отсутствие косины -— 1,5-3,0 мм в зависимости от формата издания и объема тетрадей.
Плотностью затяжки фальцев называют плотность прилегания корешковых сгибов друг к другу всех односгибных долей тетради. Неплотная затяжка фальцев — одна из причин снижения плотности шитья и шитья не по фальцам («обшивки фальцев»), что значительно снижает долговечность книжного издания. Плотность затяжки фальцев может быть определена с помощью прибора, на котором индикаторным толщиномером последовательно измеряются толщина половины сфальцованной тетради и расстояние от наружного до внутреннего корешкового сгиба у нижнего края тетради [5].
Истирание возникает, если поверхность предмета или плоскостного материала подвергается механической нагрузке в виде относительного движения двух предметов (например, двух листов или одного листа и деталей машины). Нагрузка в виде давления (усилие, перпендикулярное поверхности листа) при истирании относительно низкая. При истирании наблюдается оптическое изменение поверхности, которое выражается в окрашивании противоположных незапечатанных участков, в царапинах или повреждениях печатного изображения, отличиях в глянце и т.д. [22].
Отмарывание возникает из-за микроистирания печатной краски на противоположной стороне, которое является следствием давления деталей машины, в частности там, где производится точечная проводка листов или блоков. При этом не происходит относительного движения. Нагрузка на элементы изображения, которые находятся напротив незапечатанных участков, приводит к истиранию печатной краски [22].
Использование определенных видов бумаги, неудовлетворительный микроклимат в цехе и связанное с ним изменение свойств бумаги крайне затрудняют выполнение фальцовки. Рассмотрение типичных ситуации с пониманием происходящих при этом процессов позволит избежать некоторых технических неполадок, возникающих при фальцовке, и в результате ухудшения качества продукции.
Существующие способы уменьшения образования диагональных морщин
Один из способов борьбы с диагональными морщинами - разрезка тетради по головочному сгибу, однако у разрезанной тетради больше вероятность «рассыпания» при выводе их из самонаклада листоподборочной или ниткошвейной машин. Тетрадь с открытой головкой может быть получена в универсальном ФА или в приемном устройстве, когда разрезают тетрадь-двойник. Одна из тетрадей имеет закрытую головку, а вторая - всегда открытую. Либо такая тетрадь получается в специализированном ФА. Для предотвращения рассыпания тетрадей на некоторых печатных машинах устанавливают клеевые системы, позволяющие производить проклейку тетрадей по фальцу [33].
Другой способ - не полная, а только частичная разрезка (перфорирование) тетрадей по головочному сгибу с оставлением перемычек. Это позволяет уменьшить складки в самой головке, которые «перетекают» к перемычкам (рис. 1.5) и становятся меньше (но полностью не исчезают).
Третий способ - увлажнение бумаги по линии сгиба. При подаче тонкой струи воды на линию сгиба происходит ослабление связей между волокнами (снижается изгибная жесткость бумаги), что и облегчает процесс фальцевания. При работе с мелованной бумагой подается специальный увлажняющий раствор, растворяющий верхний мелованный слой. Такая увлажняющая система под маркой OPIMATIC SOFT JET" разработана фирмой "PLANATOL Klebetechnics" (ФРГ) и уже много лет успешно применяется совместно с фальцаппаратами рулонных печатных машин различных фирм.
Увлажняющий раствор проникает в бумагу очень быстро. Каких-либо проблем, например, слипания тетрадей из-за растворения красочного слоя в фальце или появления на печатной продукции подтеков, не возникает.
При работе на мелованной бумаге и бумаге с высокой степенью проклейки фирмой разработаны и применяются специальные добавки, растворяющие наружный мелованный слой. Особенно это полезно на машинах, оснащенных сушильными устройствами, поскольку на выходе из них бумага бывает пересушенной.
Дополнительный положительный эффект заключается в том, что после увлажнения фальца улучшается процесс фальцевания, сокращаются разрывы пересушенной бумаги. Увлажнение препятствует отслаиванию печатной краски на сгибах, тетрадь приобретает большую плоскостность. Привертки из таких тетрадей лучше, устойчивее лежат в стапеле, а на листоподборочной линии в магазины самонакладчиков можно загрузить больше таких тетрадей (частота загрузки снижается).
Таким образом, появление диагональных морщин связано не с недостатками в работе фальцаппарата, а с конструкцией тетради, наличием в ней взаимно-перпендикулярных сгибов. Обзор литературы [4, 5, 15-17, 20-22, 24, 25, 27, 30, 40, 43], показал, что в основном рассматривается качественная картина фальцобразования. Физика, а точнее сопутствующий ей математический аппарат, по существу не рассматривались. В связи с этим целесообразно подготовить такой математический аппарат и более детально исследовать природу образования диагональных морщин.
Для исследования этой проблемы целесообразно обратиться к смежным областям промышленности. В частности с похожим эффектом можно столкнуться в металлургии, а именно в листовой штамповке.
Во время изгибания листа металла на поверхности внутреннего слоя, а именно по линии сгиба, образуются морщины схожие по структуре с диагональными морщинами. Внутренняя поверхность металлического листа приобретает гофрированную форму. Установлено, что деформация заготовки происходит вблизи углов гибки — очагов деформации (рис. 6).
В процессе гибки слои (волокна) металла, расположенные у внутренней поверхности (со стороны пуансона с меньшим радиусом кривизны) аа, испытывают сжатие в продольном направлении и растяжение в поперечном, а слои, расположенные у внешней поверхности (со стороны матрицы с большим радиусом кривизны) ЪЪ,—растяжение в продольном направлении и сжатие в поперечном. Между растянутыми и сжатыми слоями (волокнами) находится нейтральный слой 00, не изменяющийся по длине. Кроме того, при гибке, особенно толстого материала, ширина полосы у наружной (растянутой) поверхности уменьшается, а у внутренней увеличивается — происходит, как принято говорить, уширение заготовки. Условия деформаций при гибке широких и гибке узких заготовок различны. Возможно, что данный эффект возникает и с листом бумаги. Это целесообразно проверить.
Также эффект образования морщин можно заметить при другом процессе в листовой штамповке, а именно при вытяжке. Основным рабочим инструментом для вытяжки (рис. 7, а) являются матрица или вытяжное кольцо 1 с закругленной верхней кромкой а и цилиндрический пуансон 2 с закругленной нижней кромкой б. При опускании пуансона 2 плоский кружок-заготовка 3 вытягивается, проталкивается пуансоном через матрицу и превращается в полый цилиндр 4 (рис. 7, а и в).
При втягивании кружка 3 диаметром D из листового материала толщиной s в матрицу 1, имеющую меньший диаметр d, по краю вытягиваемого колпака возможно образование складок (рис. 7, а). Это явление имеет место вследствие наличия в заготовке — плоском кружке избыточного материала или так называемых характеристичных (избыточных) треугольников Ъ, bj, Ъг, . . -, Ъп (рис. 7, б), так как для образования полого колпака диаметром d и высотой h достаточно было бы иметь заготовку диаметром D , без заштрихованных участков. Наличие избыточных треугольников приводит к необходимости вытеснения и перемещения металла при вытяжке [13].
Образование складок вызывается напряженно-деформированным состоянием металла, приводящим при определенных геометрических соотношениях к потере устойчивости заготовки (рис. 7, а).
Следует отметить, что образование морщин, как при гибке, так и при вытяжке, возникает из разницы радиусов внешнего и внутреннего слоев металла, а это сродни эффекту, происходящему в во время перпендикулярной гибки листа бумаги, при фальцовке, описанному в разделе (1.3). Следовательно, можно попробовать примерить имеющийся материал из металлургии к нашей проблеме. Для этого необходимо определить, с чем мы имеем дело, и сравнить свойства листа металла и листа бумаги.
Правильный выбор бумаги по её свойствам позволяет получить необходимое качество конкретной полиграфической продукции. Первым показателем является масса одного квадратного метра (г/м2). По принятой классификации масса 1 м" печатной бумаги может составлять от 40 до 250 грамм. Бумаги с массой выше 250 г/м" относятся к картонам.
Расчет минимальной силы для создания необратимого сгиба
Рассмотрим теперь область 1 (головку) тетради при фальцовке. Сам процесс фальцовки можно условно разделить на три стадии. На первой стадии происходит обжатие сгиба до полного контакта внутренних поверхностей, т.е. совпадение точек С и В (рис. 2.1).
Далее наступает вторая стадия: создание условий для необратимых деформаций бумаги в области сгиба. Эта стадия практически не отличается от процессов рассмотренных в работе [8]. Так же останутся справедливыми аналитические зависимости, рассмотренные в [8], для напряжений и деформаций, и их расчеты.
Добавятся: а) зависимости напряжений деформаций от радиуса кривизны в области сгиба 1, б) дополнительная сила, с которой наружный лист удерживает внутренний при обжатии, так называемая сила «выдавливания».
Третья стадия: разгрузка области сгиба. Остаются не обратимые деформации. Упругие деформации частично восстанавливают область сгиба, которая теперь будет напоминать вытянутый эллипс с малой полуосью а и большой полуосью Ъ. Точки С и В разойдутся на расстояние С = 2а.
Нас, соответственно, интересует первая и вторая стадии процесса. Для выведения аналитических зависимостей в первом приближении, можно положить, что сила «выдавливания» N будет равна силе сжатия Р, действующей со стороны одного и другого валиков, а область 1 сгиба тетради является разрезанным кольцом радиуса г (рис. 2.2). Рис. 2.2. Схема действующих сил.
В механике, машиностроении, строительной механике распространенной конструктивной формой является круговое кольцо. Кольца применяются в опорных, опорно-поворотных устройствах и т.д. Причем силы и пары сил (внешние) могут лежать как в плоскости кольца, так и вне этой плоскости от О до 90 [29].
В общем случае, пространственное кольцо шесть раз статически неопределимо. Все силы приводятся к нормальной силе N, двум составляющим Qx и Qy поперечной силы, крутящему моменту Мт и двум проекциям Мх и Му изгибающего момента. Разрезая кольцо (рис. 2.2) в точке А и прикладывая к граням шесть внутренних силовых факторов, мы можем получить эквивалентную систему сил. Аналогично поступаем и с внешними нагрузками, разбивая их на две группы: нагрузки лежащие в плоскости кольца и нагрузки, лежащие в плоскостях перпендикулярных к осевой плоскости кольца. Такой подход позволяет составить шесть уравнений перемещений для определения шести неизвестных величин Xt (/= 1,2,3, ... ,6) (рис. 2.3а, б).
Можно привести семь схем нагружения кольца, шесть из которых являются классическими и приведены в любом справочнике. Мы же обратимся к нашему случаю (Рис. 2.2). Если силу N положим равной силе Р, то мы получаем классическое трехточечное нагружение кольца с переменным углом а [29].
Рассмотрим классическую трехточечную схему нагружения кольца с углами 120 между силами Р которая в первом приближении, описывает наш случай, а затем, варьируя угол а, можно получить более точное решение. Так как бумага имеет малую жесткость, то искажение формы кольца будет достигать различных размеров. Поэтому там необходимо знать величины упругих и упруго-пластических перемещений, в зависимости от внешней нагрузки.
Выберем схему и обозначения так же как в работе [29]. Рассмотрим внутренние силовые факторы, возникающие в бумажном разрезанном кольце под действием внешних сил Р. Так как кольцо симметрично, то поперечные силы Q0 = 0, а нормальные силы N0 и изгибающие моменты М0 одинаковы (имеются в виду сечения О А и ОС) (рис. 2.5).
Относительно силы Q (рис. 2.11), в данный момент будем полагать, что это сила, с которой правый валик (рис. 2.9) имеющий принудительны привод, продвигает материал (бумагу) между валиками. В дальнейшем мы свяжем эту силу с Р, N, R, а также с утлом захвата тетради а, так же как с углом уклона клина, который здесь оказывается переменным.
Необходимо отметить, что понятие уклона клина является очень важным, так как при неправильном соотношении величины силы Р, силы О и толщины тетради может произойти явление самоторможения или пробуксовки валиков при полной остановке тетради.
Итак, мы рассмотрели задачу в предположении о присутствии сил трения скольжения, однако в процессе фальцевания (печати) присутствует и другой вид трения - это трение качения.
Перейдем к данной задаче (рис. 2.14) учитывая, что валик катится по материалу. Как известно, при качении одного материала по поверхности другого, возникает сопротивление, называемое трением качения [36, 37].
Если рассматривать круглый идеально упругий недеформируемый каток радиуса R и веса Р, катящийся по не деформируемой плоскости, то ни о какой силе сопротивления - трения речь идти не может. Силы Р и N взаимно-уравновешенные, будут лежать на одной прямой, и мы можем исключить их из рассмотрения.
Определение минимальной силы сжатия при первом и последующем сгибах для различных сортов бумаги
В работе [50] приводятся критические для бумаг значения тангенциальных и нормальных ускорений, абсолютные значения которых не должны превышать: тангенциальные [Wr] ll00 м/с2, нормальные [Wr] \000 м/с2. Однако, отсутствие в работе конкретных данных по эксперименту, хотя и позволяло использование их в конструкторских разработках, вызвало ряд исследований более углубленного характера и, в частности, работу [34], где обсуждаются методы оценки прочности бумаги в динамических условиях.
Оценка прочности бумаги необходима, при установлении возможности разрушения бумажных лент или полотен под воздействием растягивающих усилий, при фальцевании листов в тетради, и т.д. Критерием механической прочности бумаги выбирают «разрывную длину бумаги»- длину, при которой она разрывается под силой собственного веса. При этом, нагружение ленты имеет статический характер, и, следовательно, использование указанного критерия в динамических условиях не применимо.
Как указывает автор [34]: "При этом прослеживается характер разрушения: продольные (относительно машинного направления бумаги) трещины и локальные вырывы на кромке листа (тетради). Даже если учесть, что прочность бумаги в направлении, поперечном относительно машинного направления волокон примерно в два раза больше, чем в продольном направлении, то обоснования для разрушения волокон под действием инерционных усилий недостаточно. Поэтому, по нашему мнению, для установления истины необходимо пересмотреть результаты упомянутых исследований [2] и провести комплексные аналитические и экспериментальные исследования явлений, вызывающих разрушение бумаги с учетом конструкций тетрадей, их объемов, сортов бумаги и т. п."
Для рулонных печатных машин характерно непрерывное движение бумажной ленты с высокой (до 15 м/с) постоянной скоростью печатания во всех устройствах за исключением фальцевально-резального и приемно-выводного, где происходят циклические операции рубки (отсекания) листа от бумажного полотна, подборка листов, поперечной и продольной фальцовки, поштучного вывода изготовленных тетрадей, их торможения и выкладывания в каскадный поток и где скорость изменяется от 0 до 15м/с [10]. Современные фальцевальные машины работают на скоростях от 200 до 250 м/мин. Так как все процессы изготовления полиграфической продукции (и самое главное - качество этой продукции) зависят от скорости прохождения бумаги в устройствах, то и проблему образования диагональных морщин логичнее всего так же связать со скоростью процессов печати, фальцовки и т.д.
Необходимо подчеркнуть, что при работе с материалами отличными от бумаги, например с металлами при холодной прокатке, учитывается такой фактор как волна сжатия и скорость волны сжатия материала, как в продольном так и в поперечном направлении. Оценка скорости волн сжатия при прокатке материалов рассчитывается в упругой области, то есть при таких нагрузках, когда материал после прохождения фальцваликов восстанавливается полностью. Рассчитав скорость волн сжатия, определяют минимальную скорость прокатки, выше которой деформации будут необратимыми.
Так как процессы фальцевания и прокатки очень схожи, мы так же примем во внимание расчет скоростей волн сжатия, однако с существенным отличием: скорость фальцовки должна быть ниже скорости волны сжатия в направление фальцевания, для предотвращения образования необратимых деформаций. Расчеты, связанные с определением скоростей волн сжатия в материалах осуществляются в таком разделе механики, как механика сплошной среды. Поэтому, при оценке деформационных и прочностных свойств бумаги, нельзя не обойти вниманием механику сплошной среды [14, 34, 35]. В механике сплошной среды, имеющей отношение к расчету машин, а так же различных материалов на прочность, важное место принадлежит теории упругости [14, 35]. В теории упругости объектом изучения является модель идеально упругого тела, т.е. такого тела, деформации которого исчезают после снятия внешних нагрузок [29].
У некоторых материалов упругие свойства одинаковы во всех направлениях. Такие материалы называются изотропными. Но, встречаются и анизотропные тела, у которых упругие свойства в различных направлениях разные. К ним относятся пластмассы, дерево, бумага и др. В теории упругости определяются внутренние усилия и деформации в идеально упругом теле в зависимости от различных условий. Все тела в большей или меньшей степени обладают свойством пластичности, т.е. свойством сохранять некоторую часть деформации после снятия нагрузки. Но основные материалы, применяемые в технике, такие, как сталь, сплавы, металлы и др., при обычных температурах и при умеренных нагрузках, которые далеки от разрушающих, можно считать с достаточной точностью идеально упругими телами, чего не скажешь о бумаге, диапазон неразрушающих нагрузок у которой очень мал.
Похожие диссертации на Теоретическое обоснование методов устранения диагональных морщин при фальцовке
