【正文】
,說明在密封條關(guān)門時下泡管主要負責(zé)壓縮變形,承受壓縮載荷,負責(zé)密封的主要作用,上泡管變形較小,這將導(dǎo)致密封下泡管產(chǎn)生永久變形,對于密封條保持密封性將產(chǎn)生不利影響。從圖52可以看出,密封條的壓縮量與壓縮負荷存在明顯的非線性特征,在密封條壓縮量為7mm時。企業(yè)的標準為每100mm壓縮負荷為5N左右。圖52 壓縮負荷與壓縮量關(guān)系圖53 優(yōu)化前周邊密封條1的變形圖,出現(xiàn)在密封條泡管與唇邊過渡的凹面處。在關(guān)門時,密封條與車門接觸面之間存在明顯的滑移。密封主要由唇邊與鈑金的接觸負責(zé)。圖54 壓縮量與壓縮負荷的關(guān)系由圖54可得出在密封條壓縮量為7mm時。圖55 優(yōu)化前周邊密封條2的變形圖通過有限元分析我們可以得出,周邊密封條2在關(guān)門后在凹面存在嚴重的應(yīng)力集中。圖56 壓縮量與壓縮負荷之間的關(guān)系有壓縮量與壓縮負荷的關(guān)系圖中,(,下面的周邊密封條2的壓縮量與壓縮負荷圖與這相同)。由前面的分析結(jié)果可知道門洞密封條的下泡管的壓縮量過大,同時壓縮負荷也較大,對于這些我們可以提高下泡管的剛度,減弱上泡管的高度來優(yōu)化密封條的變形狀態(tài),這里我采用改變密封條泡管壁厚的方法,來改進門洞密封條的密封性能。首先加厚下泡管壁厚提高下泡管剛度,減薄上泡管厚度。周邊密封條1采用減薄密封條泡管壁厚的方法,降低密封條的壓縮負荷,使在關(guān)門時,密封條與車門的摩擦更弱。周邊密封條2,有嚴重的應(yīng)力集中效應(yīng),這將對密封條的疲勞壽命產(chǎn)生不利的影響,所以對于這個問題,采用在應(yīng)力集中嚴重的地方,加一道應(yīng)變槽,減輕此處橡膠材料的壓縮效應(yīng)。圖57 門洞密封條優(yōu)化后結(jié)構(gòu)圖58 周邊密封條1優(yōu)化后結(jié)構(gòu)圖59 周邊密封條2優(yōu)化后結(jié)構(gòu)圖510 門洞密封條優(yōu)化后變形云圖上圖為門洞密封條優(yōu)化后的變形圖,對比圖51可看出下泡管的壓縮明顯變小,上泡管變形量增大,同時上泡管與密封面的接觸長度也增大。圖511 優(yōu)化后壓縮量與壓縮負荷的關(guān)系雖然密封條的最大應(yīng)力有上漲,但是從圖511中我們得出,,滿足了企業(yè)的要求。圖512 優(yōu)化后的周邊密封條1變形云圖同優(yōu)化前的周邊密封條1變形云圖比較,與優(yōu)化前相比有明顯下降。圖513 優(yōu)化后壓縮量與壓縮負荷的關(guān)系。接觸面的正壓力明顯下降,所以根據(jù)動摩擦定理,在關(guān)門時,摩擦力明顯的下降。降低了關(guān)門能量。圖514 優(yōu)化后周邊密封條2的變形云圖在加上應(yīng)變槽后可以從應(yīng)變云圖中看出,密封條的應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯下降。圖515 優(yōu)化后壓縮量與壓縮負荷的關(guān)系。與優(yōu)化前有明顯的降低。根據(jù)優(yōu)化前后變形模式、壓縮負荷、最大應(yīng)變的對比,可以看出優(yōu)化后密封條的各項性能更為優(yōu)異。當然這些都可以用理論的計算來進行驗證。根據(jù)上海交通大學(xué)趙建才提出的參數(shù)化密封條優(yōu)化設(shè)計理論可以來對密封條優(yōu)化前后的參數(shù)進行驗證。對于相同材料制成的密封條,在壓縮量相同的情況下,壓縮負荷( F) 和應(yīng)力(σ) 是截面形狀( k) 、壁厚( h) 、高度( H) 的函數(shù),即 F = f 1 ( k,h,H) (58) σ = f 2 ( k,h,H) (59)利用加權(quán)和的辦法,可將此多目標問題轉(zhuǎn)化為一個單目標優(yōu)化問題,構(gòu)造目標函數(shù): g = λ1F +λ2σ (510)式中,λ1,λ2為權(quán)值??紤]到F 與σ的相對大小及相互重要性,經(jīng)過權(quán)衡,分別取λ1= 、λ2= 。因此,密封條的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為對參數(shù)k、h、H 進行優(yōu)化,得出目標函數(shù)g 的最小值。(1) 門洞密封條:優(yōu)化前g=λ1F +λ2σ =+=優(yōu)化后g=λ1F +λ2σ=+=可以比較得到優(yōu)化后的g值更小。即優(yōu)化后的密封條更好。(2) 周邊密封條1:優(yōu)化前g=λ1F +λ2σ =+=優(yōu)化后g=λ1F +λ2σ=+=得到與門洞密封條一樣的結(jié)果,所以優(yōu)化后密封條性能更好。(3) 周邊密封條2:優(yōu)化前g=λ1F +λ2σ =+= 優(yōu)化后g=λ1F +λ2σ=+=得到與門洞密封條一樣的結(jié)果,所以優(yōu)化后密封條性能更好。由上可得優(yōu)化結(jié)果是可信的。對密封條的優(yōu)化方案有以下幾種:改變結(jié)構(gòu)的剛度;增加應(yīng)變槽。改變結(jié)構(gòu)剛度的方法像:改變材料厚度,跟換材料,將平面改為曲面,改變面與面的角度等。增加應(yīng)變槽主要是為了解決某處的應(yīng)變過大。根據(jù)企業(yè)標準一般排氣孔的直徑為216。3~216。5,間距為100mm~200mm,確定排氣孔直徑為3mm間距為150mm。位置為密封條變形后應(yīng)變不大的區(qū)域。在這一章中,論述了密封條的壓縮變形的有限元模擬方法,并分析了仿真結(jié)果,根據(jù)結(jié)果對密封條的結(jié)構(gòu)進行一系列的優(yōu)化,使密封條能更加好的使用于工程實際。同時這些對我們進行密封條的設(shè)計提供了一定的參考價值??偨Y(jié)與展望車門與門框的配合及密封性設(shè)計是保證車門密封性,減少風(fēng)洞噪聲,提高車門開閉輕便性的重要方面;同時也是提高車身與車門外表面配合質(zhì)量的設(shè)計內(nèi)容。密封條的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和制造工藝的不同直接影響了其功能性、可靠性和裝飾性,從而影響到整車的舒適性能和安全性能。因此,車輛密封件十分重要,己成為評價整車性能的重要指標之一。傳統(tǒng)的密封條設(shè)計已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展,而隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,為密封條的設(shè)計提供了新的方法。本文利用ABAQUS有限元分析軟件對密封條的壓縮變形進行了仿真,并根據(jù)仿真結(jié)果給出了優(yōu)化的方案。現(xiàn)對本文做以下幾點總結(jié):(1)對密封條進行了比較詳細的介紹;(2)簡單地介紹了有限元技術(shù);(3)介紹了橡膠的材料模型;(4)采用ABAQUS對密封條進行了非線性的有限元分析;(5)對密封條的初始設(shè)計進行了優(yōu)化,使之能更適合于工程實際。在國外先進的汽車密封條企業(yè)中,汽車密封條設(shè)計技術(shù)已經(jīng)達到從汽車車身鈑金件設(shè)計一密封條設(shè)計一模具設(shè)計一密封條模擬生產(chǎn)一裝車效果一密封條及模具設(shè)計修改一密封條生產(chǎn),整個循環(huán)過程全采用計算機數(shù)字模擬研制開發(fā)方法,該方法更先進,可降低成本和縮短研制周期。所以我國密封條設(shè)計和開發(fā)技術(shù)與國際水平相比還有差距。本文研究中,雖然取得了一定的研究成果,但更多的是發(fā)現(xiàn)了我國在此領(lǐng)域的不足,很多方面都急待進一步的研究。對于車密封性仿真的研究,我們要走的路還很遠,我們肩負的任務(wù)也很重大。參考文獻1 ,, . 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