车门不平整度对橡胶密封性能的影响
车门密封条密封性影响因素分析

车门密封条密封性影响因素分析摘要:作为汽车上的重要零部件,密封条的基本作用就是填补车身上的缝隙,同时兼具减震、防水、防尘、隔音等作用,炎炎夏日良好的密封性会使车内空调制冷效果更加明显,同时也能更好的隔绝车外的灰尘,使车内保持清洁,但长时间的使用可能导致密封条的密封性能下降,本文简述影响密封性的各种因素并分析,以供参考。
关键字:汽车;密封条;密封性引言车门密封条不仅仅影响汽车的气密性,同时对车门的关闭力大小有影响,密封条的设计要保证其在车门铰链上下、锁扣上下、车门底部等不同压缩方向的情况下,满足预设的压缩负荷大小,同时也要满足泡管和钣金之间的接触宽度,这对于密封条的设计来说是一大难题,如何保证密封条密封性的同时兼顾其他性能成为当下值得探讨的问题。
1车门密封条的密封原理简述车门密封条一般包括三道密封条设计,分别是门密封条、门框密封条和辅助密封条。
前两者是车门密封的主要结构,其作用是隔离水和灰尘,同时阻挡噪声进入车内,而辅助密封条可以进一步提高车门的密封性能,提升车内环境质量。
车门密封条是用橡胶通过口模挤出成型的一种连续的泡管空腔结构,在车门关闭时,由于压力泡管会发生变形,从而在车门周围形成一圈连续的密封面,为了保证密封条能完全贴合车门不漏缝隙,则必须要提供足够的密封压强,密封压强的理论公式为:P=αF/L其中P是泡管密封压强,α是密封条长度,F是密封条变形后的压缩负荷,L是密封条变形之后的接触宽度。
由于同类型汽车之间密封条长度差距较小,所以想要提高密封压强P可以从两个方面入手,一个是F也就是压缩负荷,但是过高的负荷也会带来一些其他问题,比如使关门的力增加,对汽车的整体使用会造成一定影响。
而提高密封压强也可以降低L也就是密封条的接触宽度来实现,但是过于小的L也会对整体密封性造成影响,比如由于接触面宽度的减少,无法保证密封条结构完全贴合车门,可能会导致某些地方的密封条没有接触到车门,使密封性能降低,因此保证密封压强的情况下需要选取一个合适的比值,从而确定F和L的大小,以便提高汽车车门的整体密封性。
橡胶产品基本缺陷产生原因及解决措施

浇口设计不合理
浇口设计不合理,导致充型困难或产 生气孔等缺陷。
模具加工精度低
模具加工精度不高
导致模具配合不良,出现飞边、 溢料等问题。
模具表面粗糙
模具表面粗糙导致制品表面质量差 。
模具材料不当
使用不当材料制作模具,导致制品 不符合要求。
设备性能不良
注射机精度不高
注射机精度不高,导致注射不稳 定,制品出现气泡、银纹等缺陷
配方比例不当
橡胶配方中各种原材料的 比例不当,会影响橡胶产 品的性能。
配方设计不合理
硫化体系不合理
硫化体系是橡胶配方设计 的重要部分,硫化剂、促 进剂等配比不当,会影响 橡胶产品的性能。
补强体系不合理
补强剂的种类和用量不当 ,会影响橡胶产品的强度 和耐磨性等性能。
增塑体系不合理
增塑剂的种类和用量不当 ,会影响橡胶产品的柔软 度和耐寒性等性能。
建立完善的设备维护和保养制度 ,定期对设备进行检查、维修和
更换。
保持生产环境的清洁和卫生,减 少污染和杂质对产品质量的影响
。
加强产品使用及环境监控
对产品使用进行严格的监管和控制,避免滥用和误用。 对产品使用环境进行评估和监控,确保其符合产品要求。
建立完善的质量检测和监控体系,对产品进行定期检查和测试。
压力不均
总结词
压力不均是指在橡胶加工过程中,压力 分布不均匀,导致橡胶制品出现鼓包、 厚度不均等问题。
VS
详细描述
压力不均的原因包括模具设计不合理、压 力控制不稳定、注射速度过快或过慢等。 此缺陷会导致橡胶制品形状变形、精度降 低,影响使用性能和外观质量。
时间控制不当
总结词
时间控制不当是指在橡胶加工过程中,时间控制过长或过短,导致橡胶制品出现老化、不耐用等问题。
车用橡胶密封圈的性能特点及应用探微

车用橡胶密封圈的性能特点及应用探微杨忠敏摘 要:现代机械工业对密封件提出了越来越高的要求(如体积小、耐高温/高压、有出色的物理/化学性能等),密封性能是评价机械车辆质量的一个重要指标。
O型密封圈密封是机械车辆静密封的一种重要形式,机械车辆上使用的O型密封圈有100~400个,这些O型密封圈广泛用于发动机及底盘等各大总成以及泵、阀等小总成,起到密封机械车辆内部的液体和气体并防止外界雨水和灰尘侵入的作用。
材料的性能直接影响密封圈的使用性能,密封圈材料的选择对其密封性能和使用寿命有着重要意义,因此,值得业内重视。
关键词:车用橡胶 密封圈 性能特点 应用方法1 引言众所周知,由于密封介质,密封结构,密封压力,密封部位温度,密封轴或沟槽等对偶面的材质、光洁度和平整度的不同,O型密封圈的结构设计和所用材料也各不相同。
各类橡胶O型密封圈在工作时需要承受高温、低温、压力和各种腐蚀介质的作用,这对橡胶材料和密封结构都是严峻考验。
在机械车辆的使用过程中,常常遇到因O型形密封圈失效而造成的“漏气”、“漏水”、“漏油”等三漏问题,严重时会导致制动失效,转向卡死,燃油泄漏、燃烧等重大安全问题,严重影响车辆的正常使用和司乘人员的生命财产安全。
因此,必须对橡胶O型密封圈的质量予以高度重视。
2 车用橡胶O型形密封圈的性能特点及密封原理车用橡胶O型密封圈是一种挤压型密封,挤压型密封的基本工作原理是依靠密封件发生弹性变形,在密封接触面上造成接触压力,接触压力大于被密封介质的内压,则不发生泄漏,反之则发生泄漏。
在液压转动、气动元件与系统中,往复运动密封是一种最常见的密封要求。
动力缸活塞与缸体、活塞干预缸盖以及各类滑阀上都用到往复运动密封。
缝隙由圆柱杆与圆柱孔形成,杆在圆柱孔内轴向运动。
密封作用限制流体的轴向泄漏。
用作往复运动密封时,橡胶O型密封圈的预密封效果和自密封作用与静密封一样,并且由于橡胶O型密封圈自身的弹力,而具有磨损后自动补偿的能力。
浅谈车门橡胶密封条设计

图12车门密封条设计车门密封条的设计要从车门设计开始,在车门密封面和车门门止口线确定后,根据典型断面和经验数据进行车门密封条的典型断面设计[1]。
同时还要考虑车门预变形、车门与门洞止口的间隙、密封形式与结构、成本投入等诸多双密封:d/L=1/4-1/3d=3-8mm图2压缩导向(D如图3所示)边改薄、边内凹、导向槽/块。
海绵工艺条(G如图3所示)定位(C如图6所示)个或4个小齿定位,并靠近泡一侧,较长时头部不应采用尖角。
图32.1.6插拔力通过夹齿数量、长度、厚度、倾斜角度、根部形状控制。
2.1.7静态间隙侧面与金属件间隙(t如图4所示)不小于车门上部密封高度应考虑车门回弹(含加工过程和工作过程);密封条与内饰板间隙,在远离铰链处应较靠近铰链———————————————————————作者简介:顾翔(1981-),男,江苏南通人,中级工程师,从事汽车闭合件专业的研究及开发工作。
密封条与内饰板间隙,在门槛处应不小于12mm。
图42.1.8动态间隙车门开闭过程中,密封条与内饰板最小间隙应不小于10mm(重点关注下角处)。
2.1.9双泡变形划分纵排双泡:外侧泡承担主要变形。
横排双泡:外圈泡承担主要变形,内部分割边具有压缩导向性。
2.1.10压缩负荷单密封:7-12N/100mm双密封:3-9N/100mm2.2密封形式车门系统密封形式主要由一道及几道密封组成。
由于车辆高速行驶对风动噪音隔音性能要求的提高和封。
主要密封形式如图5、图6所示。
图5密封形式图6车门与侧围密封形式2.3密封条的特性对车门关闭力的影响车门在关闭过程中,人手施加车门一定的动能使车门转动起来,然后车门在转动过程中车门会将周围的空气扫入车,直至车门关闭。
在这过程中人手施加的动能需要克服车门转动过程中铰链的转动摩擦力、限位器的摩擦力、图7密封条弹性系数与压力线性关系2.3.2密封条压缩距离与关闭力密封条被压缩距离越大,车门关闭力就越大,而且阻力的变化越敏感,见图8。
汽车背门密封条起皱问题解析

Internal Combustion Engine&Parts0引言背门密封条是汽车背门密封系统重要的组成部分,其性能的好坏直接影响汽车的密封性、舒适性、美观性。
在实际生产过程中,经常碰到背门密封条起皱问题,其主要有三种起皱现象:密封泡管起皱、防水唇边起皱、披边起皱。
因此本文主要讲述的是对汽车背门密封条三种起皱问题的分析、改进和总结。
1背门密封条简介背门密封条是安装在背门侧围上的一圈胶条,属于动态密封,依靠密封条的压缩变形来填充背门和侧围外板的缝隙,防止外部的风雨、尘土等有害物质侵入车内,减少汽车在行驶中产生的震动,缓和背门关闭时的冲击力。
常见的背门密封条主要有三部分组成:①EPDM密实橡胶;②EPDM海绵橡胶;③金属骨架。
背门密封条断面如图1所示。
图1背门密封条断面图1.海绵泡管部分;2.密实胶部分;3.金属骨架;4.防水唇边;5.披边.2背门密封条的起皱问题分析本章对背门密封条三种起皱问题进行分析总结。
2.1密封泡管起皱2.1.1起皱现象分析对故障车进行分析发现,密封泡管起皱现象多产生于拐角处,外观质量差,密封效果下降,容易造成背门拐角处漏水。
密封条在拐角弯曲时,内侧要收缩,外侧要拉伸。
因海绵泡直径大,在弯曲半径不变的情况下,内侧收缩产生的余量大,不能够被吸收而起皱,Margin越小折皱越厉害[1]。
2.1.2起皱现象的主要影响泡管起皱使得密封效果下降,密封条功能失效也就意味着密封条的防水、密封、隔音、防尘等重要作用失效,NVH 性能下降。
密封条无法起到密封的作用,将导致水流进入到车内,严重影响整车产品质量[2]。
同时拐角处泡管属于外观可视面,起皱现象严重影响客户对汽车品质的感观。
2.1.3起皱现象的根本原因分析影响拐角密封条泡管起皱主要因素主要有:产品结构是否合理、泡管壁厚、泡管干涉量、产品是否符合图纸、密封条装配是否到位。
下面针对以上因素对拐角密封条泡管起皱的故障进行分析。
2.1.3.1产品结构是否合理背门密封条泡管结构大致分为3种:桃心形、圆形、辅助性,如图2所示。
橡胶密封圈的外观标准

橡胶密封圈的外观标准橡胶密封圈外观标准的研究与探讨一、引言橡胶密封圈是一种常见的密封元件,广泛应用于各种机械设备、汽车、管道等领域。
其外观质量是衡量其性能优劣的重要指标之一。
本文将对橡胶密封圈的外观标准进行详细的研究和探讨,以期提高产品质量和应用效果。
二、外观标准的定义与分类橡胶密封圈的外观标准是指其表面质量、颜色、光泽度、平整度等方面的要求。
根据其应用场景和要求的不同,外观标准可以分为以下几类:1.光洁度:密封圈表面光滑度,无瑕疵,如疤痕、气孔等。
2.颜色:密封圈的颜色应当均匀一致,无色差。
3.无杂质:密封圈表面应当无杂质,如油污、水分、气泡等。
4.尺寸精度:密封圈的尺寸应当符合设计要求,如外径、内径、厚度等。
三、外观标准的影响因素橡胶密封圈的外观标准受到多种因素的影响,包括原材料的质量、生产工艺、生产环境等。
具体来说,以下几个因素对外观标准的影响尤为显著:1.原材料质量:原材料的质量是影响密封圈外观的关键因素之一。
如果原材料存在质量问题,如含有杂质、颜色不均匀等,将直接导致密封圈的外观质量下降。
2.生产工艺:生产工艺包括机器、操作手法、温度、压力等方面。
如果生产工艺不合理或操作不当,将导致密封圈表面出现瑕疵、气泡等问题。
3.生产环境:生产环境包括温度、湿度、清洁度等方面。
如果生产环境不良,将导致密封圈表面粘附灰尘、水分等杂质,影响其外观质量。
四、提高外观标准的方法与措施针对以上影响因素,可以采取以下方法与措施来提高橡胶密封圈的外观标准:1.严格把控原材料质量:在选择原材料时,应当对供应商进行严格的筛选和评估,确保其提供的原材料符合质量要求。
同时,应当对原材料进行严格的检验和测试,确保其质量符合要求。
2.优化生产工艺:应当对生产工艺进行不断的优化和改进,提高生产效率和产品质量。
例如,可以采用先进的生产设备和技术,提高密封圈表面的光洁度和尺寸精度。
同时,应当对操作人员进行培训和考核,确保其掌握正确的操作方法和技能。
汽车车门焊接工艺设计

学院毕业实践任务书系名称汽车工程学院专业及班级学生姓名学号毕业实践题目:汽车车门焊接工艺设计指导教师(签字):教研室主任(签字):系主任(签字):2014年8月31日目录摘要 (1)一汽车车门概述 (3)(一)车门的总成设计和要求 (3)1.车门类型 (3)2.车门结构 3(二)车门附件的布置 41.门锁的布置 (5)2.窗框结构确定及玻璃升降器布置 (5)3.车门铰链布置及运动校核 (5)(三)车门密封性 (5)1.车门的密封 (6)2.车门密封要求 (6)二点焊工艺设计 (6)(一)电阻点焊概述 (6)3.2 车主需提供的资料 (6)3.3 实地查验范围及收集 (6)3.4 评估报告应附的资料 6四二手车评估的基本方法 (7)4.1 现行市价法 (7)4.2 快速折旧法 (7)4.3 鉴定方法小结 7五二手车评估案例分析 (8)5.1 实例一 (8)5.2 实例二 (8)六二手车产业的现状、问题及发展意义 (9)6.1 二手车产业现状 (9)6.2 二手车产业问题凸显 (9)6.3 加快二手车产业的意义 10七“鉴定评估”现状不乐观的原因 (10)7.1 评估机构的权威性不确定.......................... 错误!未定义书签。
7.2 评估标准是否统一化.............................. 错误!未定义书签。
7.3 评估师水平参差不齐 10结束语................................................... 错误!未定义书签。
参考文献................................................. 错误!未定义书签。
毕业论文(设计)汽车车门焊接工艺一丶摘要随着经济社会的发展,汽车已经进入千家万户,汽车车身是汽车中重要组成部分,其重量和制造成本占了整车的40%~60%,而车门又是汽车车身中一个重要的部件,它起着密封、承载等作用。
浅谈汽车密封系统对车门关门力的影响

车门关闭力评价方法根据汽车行业内部对车门关闭力的评审方式,可以将评价方法分为两种:静态关门力测试法、动态关门力测试法。
下面分别介绍这两种评价方法。
评价标准:根据静态关闭力的测量力值与客户期望的对比情况进行评审,评审标准见表1。
1.车门密封条;2.门框密封条;3.锁总成;4.铰链;5.限位器图1影响车门关闭的结构示意图图2静态关门力测试实验表1静态关门力评价等级说明描述远远超出客户期望超出客户期望实现客户期望实现大部分客户期望仅实现部分客户期望客户大部分期望没有实现评价标准:根据汽车行业经验值,汽车侧门最小关门速度一般在0.8~1.2m/s范围内合格,其中越接近车门关闭力效果越好。
通过对同一台车在不同条件下做对比实验验证数据见表3),我们从对比实验数据中可以看出,车门密封条和门框密封条,车门最小关闭速度下降了,可得到整段密封条的总能耗,在式(1)中,E p是整段密封条的压缩能耗;段密封条最大压缩量;F1、F2是CLD1曲线和中有压缩量决定的压缩载荷系数;n、m2.2密封排气孔气阻车门密封系统多采用中空型泡管形式,密封条的结构6所示。
中空型泡管在压缩过程中会产生气垫现象而使反作用力变大,因此密封系统在设计上有排气孔,气孔沿密封条轴向等距分布,以加快腔内空气在车门关闭时的流动速度。
密封系统泡管腔内气体溢出产生类似于阻图3动态关门力测试实验图4密封条CLD曲线尼机构的非线性阻尼力,其排气阻力达到密封系统总压缩。
密封系统压缩过程中,泡管腔内气体流速逐渐加快,在排气孔处溢出时形成非线性阻尼力[2]。
密封系统排气孔气阻效应的计算模型如图7所示,计算公式如下:(2)在式(2)中,F d是长为L的密封条产生的阻尼力;F 是整段密封条产生的阻尼力;ρ是空气密度;A、h与W(= A/h)是密封条的横截面面积、平均高度与宽度;D是排气孔直径。
3结论①通过对同一台车在原始状态和无密封条的实验条件下分别进行静态和动态关门力测试,通过数据对比可以看出车门密封系统对车门关闭力影响较大,到占整体关门力50%左右。
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车门不平整度对橡胶密封性能的影响作者:常亮王晓辉鲍志光
来源:《计算机辅助工程》2020年第02期
摘要:为研究车门不平整度对车辆密封性能的影响,提出一种“钢条-硬橡胶-软橡胶”类密封条分段建模与不平整度模拟的方法。
以某型车辆驾驶室车门结构为例,考察车门顶端和局部凹坑不平整度对密封性能的影响。
计算结果表明这种建模与分析方法可靠,可高效地模拟车门与橡胶密封条变形前、后的接触状态和接触应力,以及由于局部缺陷引起的不平整度对密封性能的影响。
关键词:车门密封条;分段建模;材料本构模型;不平整度;密封性能
中图分类号:TP391.9;U463.834文献标志码:B
0 引言
对于在涉水、沙尘等特殊复杂的恶劣环境中服役的车辆来说,车门的密封性能非常重要,特别是对于涉水的车辆装备,其密封性能不好会引起车辆渗水进而导致装备的整体功能性失效。
在车辆设计时,汽车制造企业大多会使用分析工具对车辆密封性能进行分析。
WAGNER 等采用非线性有限元法分析密封条橡胶材料的超弹性材料性能;LUO等研究应力模拟分析的正确性,使用高次的材料本构模型模拟大变形行为;DIKMEN等考察橡胶密封条材料对整车动态性能的影响,借助试验数据分析各种橡胶材料模型密封条力学性能的可靠程度。
赵建才等针对轿车车门密封条的压缩变形进行计算仿真分析,获得支持密封条设计的相关信息。
陈少伟将智能算法用于密封条本构模型参数的数值求解中,可提高非线性材料参数识别效率;王勇基于有限元法对轿车车门密封条结构参数进行优化设计。
从国内外研究现状来看,目前大部分研究仍聚焦于密封条橡胶材料的本构模型和橡胶压缩性能的数值仿真。
这些研究认为密封结构是理想的,但在工程实际中经常出现车门结构不平整(局部凹陷凸起等)而导致密封失效的情况。
本文从工程需求出发,对某型车辆驾驶室车门密封条进行研究,充分考虑车门不平整度对车门密封性能的影响,为车辆装备的密封条设计提供技术支持。
1 车门密封条有限元建模
1.1 车门密封条结构特点
简化后的驾驶室车门模型见图1。
驾驶室车门密封条主要由硬橡胶、结构钢和软橡胶3部分组成,其截面结构见图2。
硬橡胶硫化在金属骨架上,固定于车体;结构钢在U形件中起加持作用;软橡胶位于密封条最外侧,主要承受车门关闭时的压缩载荷,可产生密封和回弹,弥补车门与车体间隙的不均匀性缺陷。
1.2 材料本构模型的建立
密封条橡胶材料在大变形情况下通常作为超弹性材料处理,因此可使用基于应变能密度函数的本构模型描述。
结构钢可采用常用的金属材料属性,鉴于橡胶本构模型的多样性和硬橡胶与软橡胶的材料本构关系,在参考相关文献和工程经验的基础上,选择计算精度较高的Mooney-Rivlin模型(应变范围为0.50-1.50)中的两参数模型,计算过程如下。
假设橡胶体积均为不可压缩,采用仅有2个材料常数的简化应变能函数,即
W=C1(I1-3)+C2(I2-3)(1)
式中:W为应变势能;C1和C2为超弹性材料常数;I1和I2分别为超弹性第一、第二不变量。
通过单轴拉伸试验得到软橡胶(LH-25B)和硬橡胶(LH-75B)的载荷-变形曲线,分别见图3和4,进一步通过经验公式可得到橡胶材料的本构参数。
2种橡胶类型均为发泡橡胶,试验采用哑铃片状试件,其尺寸参数见表1。
在2种橡胶拉伸试验的载荷-变形曲线上分别取一点,其中LH~5B取点(70mm,
60N),LHG5B取点(40mm,60N)。
根据应力计算公式δ=F/A可得到2种橡胶密封条截面上的应力分别为4.63和4.42MPa,根据应变计算公式ε=x/l可得到应变分别为2.8和1.6,最后根据弹性模量计算公式E=δ/ε可得到E分别为1.65和2.76MPa。
根据经验,由式(2)计算得到橡胶和结构钢的材料参数,分别见表2和3。
E=6(C10+C01),C10≈4C01(2)
1.3 车门密封条有限元模型的建立
根据密封条“钢条-硬橡胶-软橡胶”的结构特点,分别使用实体单元、壳单元和梁单元对密封条进行网格划分。
为减小橡胶部分的计算规模,使整个非线性接触分析更好地收敛,将车门密封条橡胶分为弯段、直段和直段-弯段连接处3部分(见图5)分段建模,车门密封条有限元模型见图6。
2 考虑车门不平整度的密封条密封性能分析
按照试验设计要求和工程经验,车门不平整度主要考虑车门玻璃上部到车门顶端的变形和车门局部凹坑。
在模型构建过程中需要综合考虑车门上缺陷的方向、位置和面积,为提高分析收敛效率,选取关车门(压缩橡胶)时的典型密封条段,车门不平整度按4种工况(见表4)进行分析。
HAJIF软件是中国飞机强度研究所研制的具有自主知识产权的大型航空结构强度分析与优化设计CAE软件,提供静力/动力分析、优化设计、气动弹性分析和热分析等功能,尤其在结构非线性分析和结构优化设计等方面能力突出,广泛应用于航空、航天、交通和武器装备等领域。
因此,本文采用HAJIF软件的非线性分析模块对车门和密封条进行力學分析。
2.1 工况1构型分析
取车门玻璃上部到车门顶端的单元,按照线性变化的方式将节点位移由外向内从0逐渐增大到3mm,最终车门上部发生局部变形,见图7。
2.1.1 工况1整体模型分析结果
未变形车门与工况l车门的等效应力云图对比见图8。
工况l车门局部应力明显提高,分布区域主要集中在车门的合页、把手和螺栓连接孔附近。
2.1.2 工况1橡胶密封性能分析
参考橡胶上的接触状态可判断其密封性能,未变形车门顶端和工况1车门顶端的接触状态分别见图9和10。
图中红色部分表示接触区域闭合且处于黏结状态,对应的密封性良好;绿色部分表示接触区域处于滑移接触闭合状态,对应区域虽然密封但可靠性较差;蓝色部分表示接触区域处于打开状态,对应区域不能密封。
对比变形前、后车门的接触状态可知,橡胶外侧密封唇的接触均为黏结状态,密封性能良好;内侧的接触状态以滑移状态为主,比外侧密封性能稍差。
未变形车门顶端和工况1车门顶端的接触压力云图分别见图11和12。
由此可知,当门板上存在3mm由外向内的变形时,在存在缺陷的位置局部接触压力较高,导致缺陷附近的接触压力连续性变差,相应的密封可靠性降低。
2.2 工况2构型分析
取车门结构靠近外沿构造凹坑,按照线性变化的方式将其节点位移由外向内从0增大到2mm,见图13。
最终工况2车门局部凹坑编号分布见图14。
2.2.1 工况2整体模型分析结果
未变形车门与工况2车门的等效应力云图对比见图15。
工况2车门局部应力明显提高。
2.2.2 工况2橡胶密封性能分析
车门上凹坑编号l处无凹坑和有2mm凹坑时橡胶的接触状态分别见图16和17。
当车门上存在2mm凹坑时,接触状态会在凹坑附近发生变化,其中外侧密封唇边缘的接触出现不连续的打开状态,且在缺陷处滑移区域增多、黏结区域减少,相应的密封可靠性降低。
车门上凹坑编号1处无凹坑和有2mm凹坑时橡胶的接触压力云图分别见图18和19。
编号1处局部出现较大的接触压力,导致橡胶上的接触压力在凹坑附近出现不连续现象,相应的密封可靠性降低。
2.3 其余工况构型分析
工况3和工况4的分析同第2.1节,为节省篇幅,此处不再赘述,只列出最终结论。
2.3.1 工况3分析结果
当车门顶端存在由内向外5mm的不平整缺陷时,内侧密封唇的接触状态为黏结状态,相应的密封性良好;外侧密封唇的接触为滑移状态,密封性相比内侧稍差一些。
另外,加强半圆处出现接触打开现象,相应区域密封性变差。
当车门顶端存在由内向外5mm的变形时,局部软橡胶产生较大的接触压力,加强半圆上的接触压力水平很低,从而使得整个接触面上的应力连续性变差,相应的密封可靠性降低。
2.3.2 工况4分析结果
当车门局部存在由内向外2mm凹坑时,接触状态会在凹坑附近发生变化,其中在中间加强圆处车门与橡胶分离,接触的连续性降低,相应的密封性能变差。
当车门局部存在由内向外2mm凹坑时,凹坑附近应力的变化极不连续,既存在局部接触压力为0的区域,也存在接触压力集中的区域,使得凹坑附近的密封可靠性降低。
3 结论
为研究车门不平整度对车辆密封性能的影响,基于国产自主CAE软件HAJIF,建立一种考虑结构不平整度的车门密封结构建模分析方法。
研究结果表明:
(1)采用实体单元、壳单元和梁单元对车门的“钢条-硬橡胶-软橡胶”密封结构进行分段建模,该方法高效可靠。
(2)在密封结构中,软、硬橡胶采用Mooney-Rivlin模型,超弹性材料常数取自试验数据,这种材料本构的模拟方法合理。
(3)车门顶端变形、车门局部凹坑这2类不平整度都會对车门结构的密封性能产生明显影响,在某些状态下导致结构密封失效,在密封结构设计中要加以重视。
本文算例的研究对象是车门的“钢条-硬橡胶-软橡胶”密封结构,但研究方法适用性广,可以扩展到其他超弹性材料的密封结构研究中,有较好的应用前景。