Numerical and experimental analysis of an industrial textile machine

This thesis presents a comprehensive numerical and experimental characterization of an automated textile machinery system. The numerical investigation is conducted through a multibody dynamics model, while the experimental analysis involves modal character ization techniques. The multibody model is first developed to simulate the behavior of the existing textile machine, incorporating detailed physical parameters and operational conditions. To ensure accuracy and reliability, the model is validated using experimental modal tests, aligning the simulated results with the machine’s actual dynamic behav ior. Following validation, the same modeling approach is extended to design a multibody model for a new textile machine, incorporating similar hypotheses and considerations as the initial model. To analytically verify the actual performance improvements of the ma chine, a comparison was made of the load on the bearings, the deformation of certain components, the load distribution on the supports, and the residual vibrations at the end of the system’s striking phase. At the end of the comparison, a clear improvement was observed in all the evaluated areas. The outcome of this study offers valuable insights into the dynamic performance of textile machinery and serves as a reliable predictive tool for future machine designs, optimizing both performance and operational efficiency.

Questa tesi presenta una caratterizzazione numerica e sperimentale completa di un sistema automatizzato per macchinari tessili. L’analisi numerica è condotta tramite un modello di dinamica multibody, mentre l’analisi sperimentale impiega tecniche di caratterizzazione modale. Il modello multibody viene inizialmente sviluppato per simulare il comporta mento della macchina tessile esistente, integrando parametri fisici dettagliati e condizioni operative reali. Per garantire l’accuratezza e l’affidabilità, il modello è validato attraverso test modali sperimentali, allineando i risultati simulati al comportamento dinamico effet tivo della macchina. Una volta convalidato, lo stesso approccio di modellazione è esteso alla progettazione di un modello multibody per una nuova macchina tessile, utilizzando ipotesi e considerazioni simili a quelle del modello iniziale. Per verificare analiticamente i miglioramenti prestazionali della macchina, è stato condotto un confronto riguardante il carico sui cuscinetti, la deformazione di alcuni componenti, la distribuzione del carico sui supporti e le vibrazioni residue al termine della fase di impatto del sistema. Alla fine del confronto, si è osservato un netto miglioramento di tutte le aree valutate. I risultati di questo studio forniscono preziose indicazioni sulle prestazioni dinamiche dei macchinari tessili e rappresentano uno strumento predittivo affidabile per la progettazione di mac chine future, ottimizzando sia le prestazioni sia l’efficienza operativa.