Page 39 - 《橡塑智造与节能环保》2021年1期

技术与装备 ■

差导致塑料和橡胶零件供应商之间出现分歧（图1）。 体之间的接触，固定器孔和密封件之间的密封以及各
为了帮助解决这个问题，建立了一个测试和分析程 种刚体（圆形弹簧，插入和固定板以及轴）（图3）。
序。对样品进行尺寸检查可以确定塑料成型机的功 在WIDL监控进入后固定器孔的密封件的变形，特别
能。 绘制了内部应力和接触压力。在最小和最大材料条
件（LMC和MMC）下进行分析可以确定密封性和强
度。LMC确保充分的接触不泄漏，同时防止密封圈随
旋转轴旋转。MMC可以评估橡胶和钢制插入件之间的
结合强度，以及后固定器最薄弱部分的结合强度。分
析说明了零件尺寸的变化（热膨胀/收缩），它们还随
温度改变材料性能。基于流动分析，纤维上的真实应
力应变数据确定了热固性塑料的物理性能。借助有限
元分析在-40°C下对环形垫圈进行泄漏测试，可以建立
一个LMC来固定模制后固定器。还建立了MMC，以
使塑料外壳的最薄部分可以承受高温下的径向膨胀。
建模有助于对应用程序进行故障排除，并避免在工
具、样品和许多样品测试中的“试验和错误”。不幸的
是，密封件供应商没有动力转向另一种外壳材料和供
应来源(对于已经通过铝护圈验证的产品)。塑料模具
在“试错”过程中浪费了超过10个月的时间，因为这些
图2 塑料拉伸试验失败
问题涉及到金属到塑料的转换。
2.2 复合软管压接
众所周知，橡胶构件的分析是完全非线性的。橡
胶在负载或应变下确实会显著变形。它对变形的反应
是非线性的，而且经常用于接触。在处理复合材料软
管的压接问题时，分析具有较高的难度，这可以解释
为大量接触体的存在(变形的短节、套接口、橡胶和刚
性模具)。除了泄漏的定义、相互作用的压接组件、回
弹等因素外，增强织构的正交性和压接的速度(应变敏
感性)也增加了复杂性。材料的性能随方向(x,y或z)而
变化。
一家向汽车行业提供变速箱流体软管总成的大公
图3 在MMC和高温下将动态密封件插入保持器 司与WIDL签约，开发了一种计算机模型，该模型可

WIDL的特性包括测试Viton（用于后固定器的动 以模拟卷曲（复合）软管的制冷剂泄漏。目的是预测
态密封件）的应变能密度模型。更多关于橡胶的测试 多层软管的最佳卷边。案例研究的重点是由两层异丁
探讨了摩擦，最小的密封压力，剪切固定在钢板上的 基橡胶制成的软管，中间部分主要由聚酯纤维制成。
粘合橡胶以及拉伸强度。表征还提取了环氧乙烯基酯 将软管在短节上拉伸，并将外部插座压接至不同程度
的特性（杨氏模量，泊松比和沿纤维及沿纤维的拉伸 以进行测试。有时，高压接会使短节塌陷，测试组件
应力）。在WIDL上的测试是在典型的发动机罩下温 被丢弃。此外，每个组件的耐用性测试通常需要数周
度（从-40℃到+150℃）下进行的（图2）。 才能完成（图4）。
后固定器组件的完全非线性有限元模型使用了 最初，橡胶样品在WLDL模制，然后进行调节和
Marc（http://www.mscsoftware.com）。建模包括变形 测试以适应应变能密度函数。分别从英国的铝业协会

2021年 总第49期 第5卷 第1期 13