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T形氣缸蓋罩墊已廣泛應(yīng)用于發(fā)動機(jī)上，它安裝在氣缸蓋密封槽和氣缸蓋之間，當(dāng)安裝入密封槽后，由于橡膠在氣缸蓋的壓縮下產(chǎn)生變形，在橡膠與氣缸蓋之間產(chǎn)生了接觸力，該接觸力即密封力，從而起到密封作用，防止漏氣和漏油。由于氣缸蓋罩墊的密封空間封閉且密封原理涉及多方面的知識，因此對于氣缸蓋罩墊的密封情況研究比較困難，隨著計算機(jī)技術(shù)以及有限元分析計算方法的不斷發(fā)展，不少學(xué)者已經(jīng)采用有限元方法對橡膠。密封件進(jìn)行了分析，包括對橡膠的超彈性體力學(xué)行為以及接觸問題的分析，也有學(xué)者運(yùn)用有限元分析法對氣缸蓋罩墊進(jìn)行了分析，例如萬欣等人對有I形和T形兩種氣缸蓋罩墊的密封性能進(jìn)行了對比分析，郭晨海等對氣缸蓋罩墊的密封性能進(jìn)行分析，得到氣缸蓋罩墊中密封力的分布規(guī)律并分析漏油的可能原因。
本文主要運(yùn)用有限元軟件對幾種不同結(jié)構(gòu)的T形氣缸蓋罩墊的密封性能進(jìn)行分析，得出它們的應(yīng)力、應(yīng)變、接觸應(yīng)力等分布規(guī)律，并將這幾種T形氣缸蓋罩墊的密封性能進(jìn)行對比，根據(jù)它們的特點(diǎn)提出它們分別適用于哪種密封情況，為T形氣缸蓋罩墊的選用以及設(shè)計提供參考。
T形氣缸蓋罩墊有多種結(jié)構(gòu)形式，本文作者主要對以下幾種結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。T形氣缸蓋罩墊的整體結(jié)構(gòu)差別不大，主要不同點(diǎn)在于頂端部有無加強(qiáng)筋以及加強(qiáng)筋的形狀。平型T形氣缸蓋罩墊其頂端部是平的，無加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)。強(qiáng)筋型T形氣缸蓋罩墊其頂端部有加強(qiáng)筋，但加強(qiáng)筋尺寸很小且均勻分布在頂端部。凸臺型氣缸蓋罩墊其頂端部也有加強(qiáng)筋，與加強(qiáng)筋型氣缸蓋罩墊不同的是加強(qiáng)筋尺寸比較大且位于頂端部的中間，可認(rèn)為是帶有凸臺的階梯式結(jié)構(gòu)。
氣缸蓋罩墊預(yù)先安裝在密封槽內(nèi)，再將氣缸蓋向下壓縮至裝配位置，使氣缸蓋罩墊與氣缸蓋以及密封槽接觸產(chǎn)生接觸應(yīng)力即密封力從而達(dá)到密封效果。
橡膠材料是超彈性體，具有復(fù)雜的非線性行為，這些非線性行為往往使分析難以收斂。為了分析計算能收斂。在對分析結(jié)果精度影響不大的條件下提出一些假設(shè)：(1)橡膠材料的彈性模量E和泊松比μ不變；(2)認(rèn)為橡膠材料具有不可壓縮性。
對橡膠材料這種復(fù)雜的非線性力學(xué)行為，有限元軟件，Ansys有多種描述橡膠非線性行為的函數(shù)模型，如Mooney-Rivlin模型、Heo-Hookean模型、Ogden-Tchoegl模型等。本文作者采用二參數(shù)Mooney-Rivlin模型。氣缸蓋罩墊所選用的材料為丙烯酸酯橡膠，根據(jù)丙烯酸酯橡膠的壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)，再通過將試驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬參數(shù)進(jìn)行擬合，得到它的彈性模量E=8.1MPa，泊松比μ=0.49，模型兩個常數(shù)分別為C10=1.57，C01=0.42。
根據(jù)T形氣缸蓋罩墊的實(shí)際截面尺寸在有限元軟件中建立有限元模型。根據(jù) T形氣缸蓋罩墊的實(shí)際密封過程，對氣缸蓋施加Y方向位移，位移值的大小為裝配壓縮量，并約束其X方向的自由度，并約束密封槽的全部自由度。
本文主要對這幾種結(jié)構(gòu)的T形氣缸蓋罩墊靜態(tài)下的密封性能進(jìn)行對比分析。密封面的最大接觸應(yīng)力是判斷氣缸蓋罩墊密封性能的重要指標(biāo)，但考慮到氣缸蓋罩墊的失效和密封力的衰減，還從以下幾方面來對比分析這幾種T形氣缸蓋罩墊的綜合性能。
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