基于唇边与玻璃双侧接触作用的导槽密封结构设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车密封结构设计与制造领域，尤其是涉及一种基于唇边与玻璃双侧 接触作用的导槽密封结构设计方法。
【背景技术】
[0002] 玻璃导槽是车身密封系统的重要部件，对车窗升降、防尘防水、高速静音等客户明 显感知的汽车品质指标有直接影响，其大唇边和小唇边分别与玻璃两侧面紧密接触，形成 一对大小相等，方向相反的夹持约束力，并在车窗运动时形成摩擦阻力。导槽密封系统要 求合理设计密封截面的大、小唇边几何构形，以形成适合的玻璃夹持约束力，最终使车窗能 平稳、顺畅地在导槽密封系统中升降。车窗密封系统广泛采用EPDM(三元乙丙橡胶）或 TPV类热塑弹性体材料，由于该类橡胶具有典型的超弹性材料特性，压缩负荷曲线（CLD， Compression Load Deflection behavior)成为玻璃夹持约束力与导槽大、小唇边夹持变 形的关联依据，也是评判导槽截面设计是否合格的关键特性。
[0003] 由于分析大、小唇边同时与玻璃两侧面接触作用具有一定的复杂性，目前模拟分 析导槽密封结构设计是否合理是对两侧唇边分别进行的，即设计一侧唇边对玻璃接触力 时，忽略另一侧唇边对玻璃的作用力。这样的简化和假设有两个不足之处，其一，客观上， 大、小唇边对玻璃的夹持约束力必定是成对出现的，人为忽略一侧的作用力将完全改变玻 璃受力状态；其二，由于玻璃与大、小唇边几何上属于过盈配合，具有一定的配合干涉量，玻 璃与导槽存在预先装配过程，必定形成装配预紧力。以往基于单侧接触的平衡系数计算忽 略了该实际装配过程的影响。上述原因使得设计结果与实际装车测试相差较大，存在手工 计算、反复试错、周期较长等不足。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于唇边与玻 璃双侧接触作用的导槽密封结构设计方法。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于唇边与玻璃双侧接触作用 的导槽密封结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006] S1、以宽度为Ltl的导槽的左下角为原点建立X-Y坐标，将玻璃在初始位置V垂 直插入到导槽的预设深度处；
[0007] S2、分别提取玻璃在导槽内水平移动设定距离时，左、右唇边对玻璃的夹持约束 力，并建立玻璃水平受力合力与水平位移的函数关系F-P ;
[0008] S3、确定玻璃水平受力合力为零时玻璃在导槽中的平衡位置L2，并根据步骤S2建 立的对应关系F-P，得到在平衡位置L 2处大、小唇对玻璃的夹持约束力，即大、小唇边的压缩 负荷值；
[0009] S4、根据平衡位置L2得出玻璃水平受力合力为零时的间隙平衡系数C，
[0010]
【主权项】
1. 一种基于唇边与玻璃双侧接触作用的导槽密封结构设计方法，其特征在于，包括以 下步骤： 51、 以宽度为Ltl的导槽的左下角为原点建立X-Y坐标，将玻璃在初始位置L2'垂直插 入到导槽的预设深度处； 52、 分别提取玻璃在导槽内水平移动设定距离时，左、右唇边对玻璃的夹持约束力，并 建立玻璃水平受力合力与水平位移的对应关系F-P ; 53、 确定玻璃水平受力合力为零时玻璃在导槽中的平衡位置L2，并根据步骤S2建立的 对应关系F-P，得到在平衡位置L 2处两侧唇边对玻璃的夹持约束力，即大、小唇边的压缩负 荷值； 54、 根据平衡位置L9得出玻璃水平受力合力为零时的间隙平衡系数C，
式中，L1为玻璃在导槽中的理想装配位置； 55、 判断间隙平衡系数C是否不大于间隙平衡系数标准值Cs，以及大、小唇边的压缩负 荷值是否在标准压缩负荷值范围内，若是则导槽密封结构设计合理。
2. 根据权利要求1所述的一种基于唇边与玻璃双侧接触作用的导槽密封结构设计方 法，其特征在于，步骤S3所述的确定玻璃在导槽中的平衡位置L 2具体为，
31) 在玻璃水平受力合力F为零的位置附件提取2n个子步，得到玻璃在2n个子步位 置受到的合力F(i)，i = l，2,…，2n，以及每个子步相对初始位置L2'的位移P(i)，其中 (F(l),F(2), -, F(n)} > 0, (F(n+1), F(n+^ . -.Ff2n)i<n： 32) 采用拉格朗日插值多项式方法求角 ，得到F = 0时的 位移P，求得平衡位置L2, L2 = 2+P。
3. 根据权利要求1所述的一种基于唇边与玻璃双侧接触作用的导槽密封结构设计方 法，其特征在于，步骤S2所述的设定距离具体为，玻璃向-X方向平移，从小唇边未压状态至 压死状态。
4. 根据权利要求1所述的一种基于唇边与玻璃双侧接触作用的导槽密封结构设计方 法，其特征在于，步骤S5所述的间隙平衡系数标准值C s为5%。
5. 根据权利要求1所述的一种基于唇边与玻璃双侧接触作用的导槽密封结构设计方 法，其特征在于，步骤S5所述的标准压缩负荷值范围为4-8N/100mm。
【专利摘要】本发明涉及一种基于唇边与玻璃双侧接触作用的导槽密封结构设计方法，包括：将玻璃从初始位置垂直插入到导槽的预设深度处；分别提取玻璃在导槽内水平移动设定距离时，左、右唇边对玻璃的夹持约束力，并建立玻璃水平受力合力与水平位移的对应关系；确定玻璃水平受力合力为零时玻璃在导槽中的平衡位置，得到在平衡位置处大、小唇对玻璃的夹持约束力；得出玻璃水平受力合力为零时的间隙平衡系数与两侧唇边的压缩负荷值。与现有技术相比，本发明以玻璃处于夹持约束力平衡状态下的间隙平衡系数，以及对应的两侧唇边压缩负荷值为评价标准，分析导槽密封截面设计的合理性，进而为有针对性的进行截面优化设计提供可行性的建议。
【IPC分类】B60J10-04
【公开号】CN104723853
【申请号】CN201310698913
【发明人】朱文峰, 林佩剑
【申请人】同济大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月18日