CAE技术在汽车密封件设计中的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com．设计．计算．研究．CAE技术在汽车密封件设计中的应用赵健1宫建国1金涛1郑燕明2(1．浙江大学化工机械研究所；2．浙江仙通橡塑股份有限公司)【摘要】概括了汽车密封条设计分析中的高度非线性问题，在此基础上，归纳总结了模拟密封条材料的材料本构模型、基础材料试验及配套试验装置的发展，探讨了材料模型的选用依据，并分析了Mullins效应、摩擦效应等关键问题对材料试验和模拟分析结果的影响结合大型非线性有限元分析软件．考察了现有CAE技术在评定汽车密封件实际工作性能上的具体应用。主题词：汽车密封条CAE技术非线性有限元分析中图分类

2、号：U463文献标识码：A文章编号：1000—3703(2012)12—0034—06TheApplicationofCAETechniqueintheDesignofAutomotiveWeatherstripSealsZhaoJian，GongJianguo，JinTao，ZhengYanming2(1．Inst．ofProcessEquipment，ZhejiangUniversity；2．ZhejiangXiantongGeneralRubber＆PlasticCo．，Ltd．)【Abstract]Thispapersummarizesthehig

3、hlynonlinearproblemsexistinginthestructuralanalysisanddesignofweatherstripseals．Onthisbasis，materialconstitutivemodelsthateffectivelysimulatethematerialofweatherstripseals，togetherwiththedevelopmentofbasicmaterialtestsandsupportingtestequipment，aresummedup．Rulestoselectappropriate

4、materialmodelsandtheimpactofsomekeyissuessuchastheMullinsandFrictionEffectonmaterialtestsandsimulationanalysisarefullydiscussedandanalyzed．Combinedwithlarge-scalenonlinearfiniteelementsoftware，thisstudyexaminesthespecificapplicationoftheexistingCAEtechniqueinevaluatingtheactualper

5、formanceofweatherstripseals．Keywords：Car，Weatherstripseals，CAEtechnique，Nonlinear，Finiteelement1前言、2汽车密封条结构的非线性橡胶密封条是汽车密封系统的主要部件．其通汽车密封条常常使用三元乙丙橡胶(EPDM)或过本体结构中唇空腔凸缘等部位与组装部位的钣金热塑性弹性体(TPE)材料．主要包括密实橡胶和海部件等表面产生接触而起到良好的防水、防尘、减绵橡胶两部分。橡胶材料具有大变形、高弹性和高振、隔声作用【”。然而，由于汽车密封条复杂的装配延展率的特性．在较小的外力作

6、用下就显示出高度关系以及使用过程中的大变形、大位移．工程求解难变形的能力，外力去除后则恢复原状或产生较小的度较大．使得密封条设计工作往往停留在简单的单变形，力和伸长量的关系不符合传统的胡克定律．具向复制或传统的经验设计层次上．对密封条的结构有典型的几何非线性特征[21而密封条本身在大应性能在试验之前不能预见嘲与此同时．现代CAD／变状态下．应力应变关系也不再是线性的．因此又属CAE技术已经广泛应用于各行各业．在产品设计之于非线性材料初便可以辅助进行缺陷分析、质量改进，成为了当前密封条的密封效果通过与装配面发生挤压保最先进、科学的设计分析方法l3】。因此，将

7、CAE技术证，由此产生的接触关系则属于边界条件高度非线应用于汽车密封条结构性能分析与评价中．可以为性问题。在接触过程中必须施加运动约束使得接触密封条的设计及优化提供理论依据．以适应现代汽面满足无穿透约束条件[41，如图1所示，即满足：车产品的精细化设计要求为此．本文分析了CAE△A·n≤D(1)技术在密封条设计中的应用现状，探讨了分析过程式中，△为A点增量位移向量；n为单位法向量：D中的若干关键问题为触发接触的最小探测距离一34一汽车技术学兔兔www.xuetutu.com·设计·计算·研究·=C~(I1—3)(，2—3y(10)i+j=l变形体＼＼式中，

8、是材料常数，由材料的应力应变关系确定。由于Mooney-Rivil