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第1章 汽车密封系统概述1

1.1 密封学与密封技术1

1.1.1 密封起源及分类1

1.1.2 密封的重要性4

1.1.3 密封技术6

1.2 汽车密封部件7

1.2.1 发动机系统密封部件8

1.2.2 转向悬架系统密封部件10

1.3 车用橡胶制品13

1.3.1 汽车橡胶轮胎13

1.3.2 汽车V带和同步带15

1.3.3 减振橡胶制品15

1.3.4 车用胶管18

1.3.5 胶黏剂、密封胶和门窗密封条19

第2章 车身密封系统21

2.1 车身密封及分类21

2.1.1 车身密封起源及发展21

2.1.2 车身静态密封22

2.1.3 车身动态密封23

2.2 车身密封行业状况24

2.2.1 国外车身密封行业24

2.2.2 国内车身密封行业25

2.2.3 国内密封企业分布26

2.3 车身密封结构26

2.4 车身密封材料33

2.4.1 车身静密封橡塑材料34

2.4.2 车身动密封橡塑材料35

2.4.3 车身密封材料发展39

2.5 车身密封设计法规41

2.5.1 国外汽车行业密封设计要求41

2.5.2 我国密封系统法规性要求43

2.6 车身密封系统制造工艺与发展44

2.6.1 挤出成型及硫化44

2.6.2 车身密封复合挤出工艺46

2.6.3 密封条后加工工艺46

2.6.4 密封工艺进步及发展47

2.6.5 车身密封的未来发展48

第3章 车门密封系统50

3.1 车门系统总体设计50

3.1.1 车门设计的总体功能要求51

3.1.2 车门设计控制点53

3.1.3 车门设计主断面53

3.1.4 车门内外钣金54

3.1.5 车门密封系统设计58

3.1.6 车门铰链布置和运动校核58

3.1.7 车窗玻璃以及升降器设计60

3.2 车门密封与车门结构62

3.2.1 车门密封结构分类62

3.2.2 车门密封系统功能要求62

3.2.3 车门密封系统设计影响因素63

3.3 基于结构的车门密封分类64

3.3.1 不同车门结构类型密封64

3.3.2 车门密封比较分析67

3.4 车门密封结构68

3.4.1 门框密封结构68

3.4.2 门洞密封条结构69

3.4.3 车门密封截面参数70

3.5 车门密封失效模式71

3.6 车门密封优化设计72

3.6.1 未来发展趋势72

3.6.2 优化设计方向73

第4章 车门关门力优化75

4.1 车门启闭过程解析75

4.2 整体关门力影响因素76

4.2.1 密封系统76

4.2.2 车门门锁80

4.2.3 车门铰链80

4.2.4 车门限位器81

4.2.5 车门自重82

4.2.6 驾驶室气压阻83

4.3 关门力分析及量化84

4.4 关门力仿真优化86

4.4.1 整体关门力校核平台开发86

4.4.2 压缩负荷校核平台验证90

第5章 车门密封优化设计94

5.1 变截面密封优点94

5.2 变截面密封设计方法96

5.3 平直段截面优化97

5.4 拐角段密封优化99

5.4.1 拐角段三维轮廓99

5.4.2 钣金间隙分析99

5.4.3 安装轮廓大曲率影响100

5.4.4 车门旋转压缩影响101

5.5 变截面密封系统建模102

5.5.1 原始密封截面及其关门力102

5.5.2 目标压缩负荷分配104

5.6 变截面密封参数设计及验证106

5.6.1 变截面密封系统参数106

5.6.2 优化设计结果验证108

第6章 车窗密封结构及约束建模110

6.1 车窗密封系统组成110

6.2 玻璃导槽密封111

6.2.1 导槽典型截面结构112

6.2.2 导槽截面设计要点113

6.2.3 内外水切116

6.2.4 顶端密封118

6.3 车窗密封约束等效原理119

6.4 密封约束的等效刚度拟合120

6.4.1 单侧唇边压缩负荷试验120

6.4.2 双侧唇边压缩负荷特性合成122

6.4.3 压缩负荷的刚度拟合125

6.4.4 等效弹簧刚度拟合126

6.5 基于静载的密封等效验证128

6.5.1 车窗系统建模128

6.5.2 仿真及试验验证128

6.6 基于模态的密封等效验证132

6.6.1 等效约束验证132

6.6.2 模态仿真结果132

6.6.3 模态试验验证133

6.6.4 仿真与试验结果比较135

第7章 车窗升降模拟及装配公差优化138

7.1 车窗升降动力学建模138

7.1.1 车窗升降工作原理139

7.1.2 升降系统阻力函数139

7.1.3 密封条摩擦力测量143

7.2 电动车窗升降仿真145

7.2.1 Adams多刚体动力学数值分析理论145

7.2.2 电动车窗升降模型导入147

7.2.3 钢丝绳传动建模148

7.2.4 等效电机驱动系统建模149

7.2.5 电动车窗升降器约束建立150

7.3 结果分析及验证151

7.3.1 仿真结果分析151

7.3.2 车窗升降实验153

7.4 车窗升降模拟157

7.5 车窗密封装配公差优化158

7.5.1 车窗系统装配关系158

7.5.2 车窗升降过程失效分析159

7.5.3 公差分析方法161

7.5.4 车窗系统装配尺寸链的建立与分析163

7.6 车窗密封及升降平顺性166

第8章 面向平顺性的车窗升降仿真及优化168

8.1 绳轮式升降器建模168

8.1.1 三维模型导入169

8.1.2 约束关系定义170

8.1.3 添加外载荷及接触力170

8.1.4 建立绳轮结构172

8.1.5 建立电机模块173

8.1.6 仿真验证173

8.2 整体车窗密封动力学模型174

8.2.1 车窗及密封系统动力学建模174

8.2.2 车窗升降动力学仿真178

8.3 车窗升降失效预测及优化180

第9章 面向疲劳的车窗升降仿真及优化184

9.1 车窗钢丝绳疲劳寿命优化184

9.1.1 钢丝绳疲劳寿命与关键参数响应曲面185

9.1.2 钢丝绳空间结构与疲劳寿命的关系190

9.1.3 车窗升降器金属件疲劳194

9.2 车窗升降非金属件寿命优化195

9.2.1 径向疲劳导轮有限元模型195

9.2.2 静力学分析结果198

9.2.3 导轮疲劳寿命模型199

9.2.4 升降器导轮疲劳寿命201

9.2.5 车窗升降器非金属件疲劳202

第10章 高速行驶车窗密封优化203

10.1 车身高速流固耦合效应203

10.2 高速车身外流场数值模拟204

10.2.1 汽车车身建模204

10.2.2 流体流动基本控制方程206

10.2.3 计算流体力学常用的数值计算方法207

10.3 车身外流场数值模拟208

10.3.1 计算域的确定208

10.3.2 网格划分和边界条件的设置208

10.3.3 湍流模型的选择210

10.3.4 流场模型对比验证211

10.3.5 车窗风压分布212

10.4 高速侧风下车窗密封优化213

10.4.1 整体优化流程213

10.4.2 车窗玻璃风压载荷转换213

10.4.3 车窗玻璃位移与密封条变形分析219

10.5 车窗密封系统优化221

10.5.1 密封条截面优化设计221

10.5.2 车窗系统约束仿真拟合222

10.5.3 优化设计验证225

第11章 车身高速风噪声源模拟226

11.1 车身高速风噪226

11.2 高速风噪声理论228

11.2.1 流体运动基本控制方程228

11.2.2 气动声学基本理论229

11.2.3 风噪声研究方法232

11.2.4 高速外流场数值模拟233

11.3 数值模拟结果237

11.3.1 流场速度矢量图237

11.3.2 车身外流场及表面压力分布238

11.4 风噪声及影响因素239

11.4.1 行车速度影响240

11.4.2 风向角影响241

11.5 车身侧窗风噪244

第12章 面向高速的车窗振动及降噪密封优化245

12.1 车窗高速风载荷振动245

12.1.1 车窗表面脉动风压载荷获取246

12.1.2 求解与结果分析247

12.2 车窗高速瞬态动力学分析251

12.2.1 车窗模型及网格划分251

12.2.2 风压载荷激励加载252

12.2.3 等效弹性支承添加252

12.2.4 车窗振动响应分析253

12.3 车窗传声损失分析255

12.3.1 传声损失分析原理256

12.3.2 声学网格划分256

12.3.3 边界条件257

12.3.4 声音传递损失259

12.3.5 侧窗空间声压级分布260

12.4 汽车侧窗隔声性能优化260

12.4.1 材料隔声特性260

12.4.2 影响因素分析261

12.5 车身侧窗优化设计262

12.6 高速车窗密封隔声263

参考文献266