ささやくCAE自動車密封製品における技術及び多軸延伸試験機の使用

高速鉄道測定器

要約：本文の主な紹介自動車用ゴムシール製品CAE技術の発展及び多軸延伸試験機の有限要素分析における応用は、2つの技術を結合することにより、コンピュータシミュレーション選択を十分に利用し、コストを削減し、研究開発周期を短縮し、そして「グリーン自動車」の実現に向けて秩序立てて推進することができる。

キーーワード：ゴム密封製品、有限要素解析CAE；とうじくひっぱり

自動車工業技術の絶えずの発展に伴い、特に環境問題に対する大衆の関心が高まるにつれて、自動車のグリーン新エネルギーとグリーン新材料に対する需要が増加し、「グリーン車」という概念も人々の心に深く浸透しており、また自動車完成車のグリーン化には、使用する各システム、部品のグリーン変革が求められている^[1]。

『自動車シールストリップ業界「第11次5カ年計画研究報告書」によると、乗用車1台あたり平均70メートル前後のシールを消費する必要がある^[2]また、消費者の車用シールに対する要求も高まっている。優れた密封性と環境隔離機能を持つほか、その快適性、装飾性安全性、耐久性と環境保護性などの性能にも関連要求を提出した。これにより、将来のシールストリップの構造設計の必要性がより合理的になり、技術がより優れている。

現代CAE技術はすでに各種製品の研究設計に広く応用されており、製品設計の初めから欠陥分析、品質改善を補助することができ、現在主流の設計分析方法となっている。自動車のシールストリップの組み立て関係が複雑であるため、製品は使用中に大きな変形が現れるため、その工事の解決は一般的な製品より難しい。利用するCAE解析設計シールストリップの構造和力を受けて変形する行為、可（か）コンピュータ経由模擬パッキンストリップが荷重中に受ける応力とひずみの解析検証そして改良シールストリップの最適化結構成材料設計、研究開発コストを下げ、研究開発周期を短縮し、製品製造技術レベルと生産効率を高める。近年関連ソフトウェアの利用押し出すアウトレットモールディングランナー設計和シールストリップのノイズ遮断性能の解析のための作業が開始されている。

現在、自動車シールは主に3元エチレンプロピレンゴム（EPDM）及び熱可塑性エラストマー（TPE)を主とし、一部の製品で採用されていることもあるPVC製品マテリアル。自動車シーリングストリップ構造の有限要素分析に対して、シーリングストリップと車体その他部品の相互作用形式、可（か）圧縮、挿抜、スライド、曲げ及び様々ふくごうけいしき。

現在の比較先進的なシールストリップ企業、実現可能シールストリップと自動車車体板金の同期設計と修正は、全体の過程でコンピュータシミュレーション方法を十分に利用して設計選択を行い、コストを削減し、開発周期を短縮した。

とその他の金属材料異なる、シールストリップは基本的にゴム製であり、ゴム長鎖の分子方向がランダムに分布し、典型的な非線形材料特徴、そして対応力、時間、環境などは強い依存性を示し、製品の老化に伴い硬化あるいは軟化の現象が現れるを選択して設定できます。，にCAEデザイン時まずは最適なものを選択材料固有モデルを用いて材料特性を特性化するそして、材料をテストすることにより、一連の基本物性パラメータ、ざいりょうとくせいきょくせん，とともに確立された材料モデルが良好なマッチングを得るを選択します。シールストリップ構造解析による構造モデリング及び境界条件の敏感度（ど）、合理的な境界条件を設定する，シールストリップ構造の変形特性のシミュレーション精度を高め、シールストリップ構造設計に価値のある指導根拠を提供する。

ゴム材料の構造関係について絶えず深く研究するにつれて、すでに多種の異なる理論を基礎とする材料の構造モデルを確立した。含むムーニー リヴリンモデル、BLatz-iモデル、ノールズモデル、オグデンモデル、ああモデル等。ゴム材料の場合発生している大変形時通常は超弾性材料として扱われるので、歪エネルギー密度関数に基づく構造モデルを用いて記述することができる^[3]。

に研究材料固有関係同時に，人々もに注目正しい方法材料より合理的な試験したがってより完全で真の材料特性曲線を得るには、そして後続の有限要素解析により材料モデルの適用性を検証する，誤差を低減し、材料モデルの発現材料性能の正確性を検査する。そのため、有限要素分析の前に、正確で豊富な材料データを取得しなければならない。

シールのゴム材料実際には運転条件中力を受ける-変形複雑で変化が多く、任意の単一の応力-ひずみ状態は材料の実際の変形を十分にシミュレートすることはできず、複数の種類が必要です“純”ひずみ状態における材料曲線は材料モデルに共通にフィットする。実験室におけるゴム材料試験は主に一軸延伸試験、平面せん断試験、一軸圧縮試験、等軸延伸試験などを含む^[4]。

そしてたんじくあっしゅくしけん時、試料試験盤と間の摩擦力を使用して、試料を圧縮中にできないじゆうきんいつの膨張、したがって表示存在引張とせん断歪の非純圧縮歪状態。そしてこの過程で測定不能その摩擦係数、だから試験データを有効に修正することはできません。理想的なシングル軸圧縮状態試料の半径は均一に増大する、円筒形を常に維持し、この変形特性は円筒面に均一な布径方向の引張力を受けた状態と同等であるため、一方向圧縮試験の代わりに等軸延伸試験を利用することができる。

例えば、CAE分析により、シーリングストリップの実験と使用時の力学的応答、応力分布情況を評価することができ、そしてテストデータの結果を通じて構造設計の故障位置と構造安全疲労性能を自動的に分析して判断し、それによって製品の使用寿命に対する予備判断を実現することができる。

まとめ

現在ゴム材料の有限要素分析に対して、国内外一時的に統一された材料試験基準が欠けているを選択し、伝統的な試験設備およびテスト治具正確な材料物性試験データを得ることができず、正確で詳細な基礎材料データベースは、後続の分析作業の正確性に影響を与えます。したがっても切実な需要できるだけ早く発表する統合されたテスト標準、できるだけ等軸延伸試験データを採用する，効果的に向上させることができますCAE設計の効率とレベルを分析し、研究開発周期を減らし、製品の品質を向上させる。

参考文献：

[1] 蔡増偉、余生・グリーン乗用車用シーリングストリップの台頭と発展[J].特殊ゴム製品、2002、23（6）：40-43.

[2] 範高い.自動車におけるシールストリップの設計傾向[J].研究開発、2010、(2)：68-69．

[3] 匡震国.非線形連続媒体力学基礎[M].西安：西安交通大学出版社、1989.

[4] ゴムおよびプラスチック摩擦の測定、アクセル製品の試験および分析レポート[EB/OL]。

[5] 黄燕敏.シミュレーション分析に基づく乗用車ドアシールストリップ構造改善研究[D]].上海：上海交通大学、2010.