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　　橡膠密封材料主要為三元乙丙橡膠,具有明顯的非線性性質,屬于非線性彈性體。為了實現其變形行為的仿真分析,必須首先對三元乙丙橡膠的材料性能進行研究。對于彈塑性分析和大位移分析可采用切線剛度法,密封膠條的變形行為及屬于大位移分析,對于蠕變分析或熱力分析或熱應力分析可采用初應變法,密封膠條的彎曲變形則需要采用三維仿真來進行分析。以下是仿真分析在密封膠條中的典型應用案例:

　　圖1中出現了小面積的紅色區域,該區域的受力過大。

　　分析原因: 由于等壓膠條的結構應力集中引起的,沒根據型材完善。

　　改進方法: 調整設計結構優化,降低壓縮負荷改進后的等壓膠條結構CAE分析圖(受力為4.5N)

　　上圖中出現了小面積的紅色區域,該區域的受力過大。

　　分析原因: 這是由于玻內側密封膠條的厚度太厚引起的,設計時沒有跟型材調試。

　　改進方法: 減小玻內側密封膠條的厚度

　　建筑用密封條是門窗密封的核心部分,它對門窗的密封性能、防水性能、隔熱性能、門窗啟閉力等有著舉足輕重的影響。因此,建筑用密封條設計的優劣將直接影響到最終的門窗品質。

　　傳統的密封條結構設計與改進往往依賴于工程設計人員的經驗與反復安裝的驗證,開發費用高、開發周期長,基于有限元方法的仿真分析的運用,發展迅猛。相對于傳統的調試法的設計方法,它具有開發成本低、開發周期短的優勢。由于可以在實際密封條生產前就對一些可能產生問題的設計方案做出預判,并為設計改進提供有效的信息數據,因此將成為建筑用密封條結構設計的主流方法。

　　通過以上幾種數據分析結果我們可以得到以下信息:

　　1.密封膠條在變形過程中的應力分布和應力集中情況

　　2.密封膠條在設定壓縮距離下的壓縮負荷數值

　　3.密封膠條在設定安裝力距離下的插拔力數值

　　4.密封膠條在設定加載情況下的彎曲變形數值

　　5.密封膠條變形過程的動態動畫

　　上表1中最佳的壓縮量在0.489mm，密封膠條受力3.45N;最佳壓縮量1.493,密封膠條受力4.77N。

　　以上信息,可以定量化地判定產品設計方案是否滿足設計要求,對于不合格的設計方案,可結合變形過程動畫和計算變形網格圖來對原設計方案進行改良,從而得出最終的設計方案,提高了產品設計中的功能性和裝配性能。發現產品在啟閉過程中唇邊應力和拐點之間的受力變化,針對這兩個主要原因,更改方案在唇邊與支撐點的結合處進行了弱化處理,并且可對應力拐點位置做出調整,以確保應力拐點向唇邊端部移動,減少厚度較大的唇邊根部應力集中,滿足產品設計要求。通過行業產品技術提升系統門窗在設計上必須通過密封膠條的技術創新達到更好的氣密,水密,隔音,隔熱,抗風壓。同時,門窗及配套件行業企業的技術發展要基于統一技術標準下的產品差異化,構成企業的核心競爭優勢,同時也給市場提供更多更新的選擇,創新與差異化一方面是針對門窗的最終用戶,側重于產品的舒適度、人性化、安全性和智能化,另一方面是針對門窗制造商,側重于安裝的便利性、提高安裝效率、降低采購與管理成本,從而提升門窗企業的競爭力。將有限元分析技術逐漸由傳統的分析和校核擴展到優化設計,并與計算機輔助設計和輔助制造密切結合,形成了現在CAE技術的框架。

　　結束語

　　通過收集國內外研究資料,分析我們目前多元化產品現狀,對密封膠條變形行為仿真的基本理論較為系統的研究和分析,探討了如何將仿真應用到我們的門窗密封膠條的結構設計提供了借鑒,產品的優劣將直接影響到整窗的品質。希望看到國內節能門窗的繁榮氣象,盼望有更多正確的觀念和技術能導入市場。促進密封膠條的總體水平與國際同行業相比差距的減小。為人類和社會提供一個舒適的室內環境,CAE技術是密封膠條技術發展和完善的一個新趨勢,也是我們行業共同追求的目標。CAE技術的應用能夠有效地改變設計思想和方法,提高設計能力和技術創新能力,隨著軟件使用能力的提高和熟練,以ANSYs為代表的CAE分析軟件將會促進我國計算機輔助工程技術的發展。

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