基于直接约束法的密封条与车门之间的接触特性研究.pdf

弹性体， ， （）： 科研开发 !#$%$!##’ (!! )*+,- ./-0123.4+)0 基于直接约束法的密封条与车门之间的 接触特性研究! ! 赵建才 ，郝旺身 ，姚振强 ，王 伟 （ 上海交通大学 机械与动力学院，上海 ； 山东建筑工程学院，山东 济南 ） A !’!A !#’ 摘 要：密封条在轿车车门中起到了介质密封、环境隔离和内外装饰作用，是影响车门关闭力的重 要因素。为了探明密封条与车门的相互作用，首先必须了解密封条与车门之间的接触特性。然而密封 条与车门之间的接触问题非常复杂，它不仅与密封条的大变形有关，而且与车门的接触点的位置与方 向、摩擦特性等有关。为此，笔者建立了基于直接约束法的接触算法，利用数值方法对密封条与车门之 间的接触特性进行了分析研究。研究结果表明，此算法对密封条与车门的接触特性是有效的，能够反映 密封条在与车门接触过程中的接触法向力、接触法向应力以及摩擦力的大小和分布情况。 关键词：密封条；车门；直接约束法；接触特性 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） 1E’’%AD - #$’(D!#’$($D 密封条的接触问题包括接触物体双方的材料 线方向的自由度，从而有效地引导接触节点在目 特性、几何变化、边界条件、作用力方式以及摩擦 标表面上的位移以满足接触条件。此方法克服了 影响等众多因素的非常复杂的问题。而接触问题 罚函数法和 乘子法中的主要缺陷，适用 /8G8?B F F 本身就是非线性问题，它表现在两个方面：一是接 于非线性静态问题的求解。 触表面的改变，即自由表面的一部分转变为接触 基于直接约束法的接触算法的基本思想是首 面，或者反过来，接触边界面放松而成为自由边 先定义一个物体为接触体，另一个物体为目标体， 界；二是在接触面上的摩擦与滑动，可能表现出强 接触力发生在接触体的节点与目标体表面之间。 烈的非线性性质。随着载荷和位移的改变，接触 为了将接触体和目标体的单元组合在一起，需要 表面可能在滑动状态与粘着状态之间相互转变。 进行单元刚度矩阵的转换和消除接触体节点的法 ［］ 因此，用一般的数学方法难以求解接触问题。随 向自由度 # 。 着计算机的出现和发展，人们利用数值模拟技术 接触节点和目标体表面 精确、有效地解决复杂的、实际的接触问题已成为 可能。从 年代至今出现了大量关于接触问题 如图 （）所示，接触体单元 通过节点 与 ( 8 ! ［ ］