Kiinnirullaimen dynamiikan ja värähtelyjen simulointi

Diplomityössä tutkittiin kaupallisen monikappaledynamiikkaohjelmiston soveltuvuutta kiinnirullaimen dynamiikan ja värähtelyjen tutkimiseen. Erityisen kiinnostuneita oltiin nipin kuvauksesta sekä nipissä tapahtuvista värähtelyistä. Tässä diplomityössä mallinnettiin kiinnirullaimen ensiö- ja toisiokäytöt sekä tampuuritela. Malli yhdistettiin myöhemmin Metso Paper Järvenpäässä rinnakkaisena diplomityönä tehtyyn malliin, joista muodostui kahteen ratkaisijaan perustuva simulointimalli. Simulointimalli rakennettiin käyttämään kahta erillistä ratkaisijaa, joista toinen on mekaniikkamallin rakentamisessa käytetty ADAMS-ohjelmisto ja toinen säätöjärjestelmää ja hydraulipiirejä kuvaava Simulink-malli. Nipin mallintamiseksi tampuuritela ja rullaussylinteri mallinnettiin joustaviksi käyttäen keskitettyjen massojen menetelmää. Siirtolaitteissa sekä runkorakenteissa tapahtuvat joustot kuvattiin yhden vapausasteen jousi-vaimennin voimilla kuvattuina järjestelminä. Tässä diplomityössä on myös keskitytty esittelemään ADAMS-ohjelmiston toimintaa ohjeistavasti sekä käsittelemään parametrisen mallintamisen etuja. Työssä havaittiin monikappaledynamiikan soveltuvuus kiinnirullaimen dynamiikan sekä dynaamisten voimien aiheuttamien värähtelyjen tutkimiseen. Suoritetuista värähtelymittauksista voitiin tehdä vain arvioita. Mallin havaittiin vaativan lisätutkimusta ja kehitystyötä

The object of this Master's Thesis was to study the suitability of commercial multi-body simulation software for dynamic and vibration analysis of a reel. The special interest was the simulation and the vibration of a roll nip. This Master's Thesis includes the process of modelling the primary and secondary drives and the reel spool. The model was combined to another model done in another Master's Thesis, forming a two-solver based cosimulation model. The simulation model was built by using two discrete solvers, where one was the solver in ADAMS-software for the mechanical model and the other for calculation of hydraulic circuits and the control system in Simulink. A roll nip was modelled by using a lumped mass theory on the reel drum and on the reel spool. The flexibility of other components was created by using spring-damper forces on local systems consisting of mechanism with a single degree of freedom. This Master's Thesis includes an instructional approach for ADAMS-software and using the opportunities of parametric modelling It was shown that the multi-body dynamics can be used in analysis of reel dynamics and also in vibration analysis where vibration is caused by dynamic force or phenomena. Results on vibration measurements were used only in coarse assumptions. It was discovered that the model requires further research and development.