随着造纸科学技术的发展,精细化是造纸实验仪器设备的主要发展方向。然而,对于纸浆和纸张性能的研究分支,纸页抄片器是必备实验设备。同时,它也已经成为限制纸浆和纸张性能研究的一个重要方面,主要体现为所抄纸页结构与工业纸张相差较大、实验重复性低、工作效率低等。究其原因为实验室纸页抄片器并未能真实模拟工业造纸过程定向剪切和成形脱水等成形条件。然而,造纸工业最常见的造纸机类型为长网造纸机和夹网造纸机。由于长网造纸机适用范围广、市场适应性好是现在及未来市场的主要机型。因此,模拟长网造纸成形过程,开发实验室全自动动态纸页抄片器是非常必要的。本文围绕全自动动态纸页抄片器的模拟机理、设计理论、结构实现、数值模拟、结构优化、实验验证等方面展开关键技术的研究。主要研究工作如下:1)全自动动态纸页抄片器模拟造纸工艺的研究从影响纸张质量的主要因素出发,对长网造纸机成形工艺影响纤维取向和填料分布的本质进行分析研究,确定全自动动态纸页抄片器模拟长网造纸机成纸工艺为纸浆流送、纸页成形以及蒸发干燥。2)全自动动态纸页抄片器模拟机理及工艺流程的研究依据产生纤维取向的本质,根据流体相似理论,提出了全自动动态纸页抄片器的模拟机理,进而提出了纤维悬浮液成形流道设计机理,最后制定了全自动动态纸页抄片器的工艺流程。3)全自动动态纸页抄片器实现理论及结构设计的研究根据流体力学与静力学知识,针对全自动动态纸页抄片器设计重点及难点展开数理推导,得到了动态纸页抄片器的浆网速差、纸张定量、成形脱水以及纤维湍动等模拟机理。同时,利用Solid Works软件,针对全自动动态纸页抄片器的关键部件进行了三维结构设计。4)全自动动态纸页抄片器成形槽数值模拟和成形部成形性能的试验分析研究采用软件ANSYS-CFX进行气液两相流非稳态数值模拟分析,建立成形槽三维模拟模型,分析纤维悬浮液在成形槽中的流动特性,验证了成形槽设计理论,优化成形槽结构。然后,对全自动动态纸页抄片器成形部实验装置设计及搭建,通过对实验所抄纸页的结构及性能测定,分析纸张厚度分布和纤维取向排布等性能,验证了全自动动态纸页抄片器模拟长网造纸机成形机理的正确性,分析得到了脱水真空是影响所抄纸页的均匀区域主要因素。