[发明专利]一种垃圾转运集装箱用密封条结构设计方法

权利要求书

1.一种垃圾转运集装箱用密封条结构设计方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤一、对原垃圾箱处密封条进行取样调查，分析原有密封条的工作环境；

步骤二、对原有密封条尺寸进行测量；

步骤三、对垃圾箱体、箱门以及密封条分别进行建模；

步骤四、利用模型对箱门进行受力分析，计算获得箱门密封合紧力，也即箱门与现有密封条之间的总接触力，并根据密封条的长度计算单位长度的密封条应提供的最小接触力；

步骤五、将建立的模型导入ANSYS软件中，设置垃圾箱体、箱门及密封条的材料属性，计算分析密封条其截面各部分在不同工作状态下的变形；

步骤六、根据步骤五的计算分析结果，在保证密封条提供最小接触力的前提下，对密封条的截面结构进行优化设计；

步骤七、对优化后的密封条进行受力和变形分析，验证优化方案。

2.如权利要求1所述的垃圾转运集装箱用密封条结构优化设计方法，其特征在于，在步骤五中，所述垃圾箱体和箱门选择结构钢材料，密封条选择TPEE材料，并设置Mooney-Rivlin参数C₁₀和C₀₁。

3.如权利要求1所述的垃圾转运集装箱用密封条结构优化设计方法，其特征在于，在步骤五中，设置密封条与垃圾箱体和箱门的密封形式：将密封条与垃圾箱体、密封条与箱门的接触均设为摩擦接触。

4.如权利要求1所述的垃圾转运集装箱用密封条结构优化设计方法，其特征在于，在步骤五中，选择面单元和线单元，对模型进行网格划分。

5.如权利要求2所述的垃圾转运集装箱用密封条结构优化设计方法，其特征在于，参数C₁₀和C₀₁的计算方法为：

用应变能密度函数W来表征超弹性材料的特性，对其求应变分量的一阶导数，用公式(1)表示:

式中，S_IJ—第二类Piola-Koshy Hoff应力张量；W—应变能函数；E—Lagrange应变张量；

应变能函数W表示为：

W＝(I₁，I₂，I₃) (2)，

式中，I为应变不变分量；

式中，C_i□为常数，且满足C₀₀＝0；

应变不变量I₁、I₂、I₃为：

式中，J为体积比，λi为主拉伸率，与应变ε_I的关系为：

λ_I＝1+ε_I (5)；

TPEE材料具有不可压缩性，当其在受到外载荷时体积不变，受力前后的体积比为1:1，即J＝1；公式(4)可以简化为：

应变能函数W表示为：

W＝C₁₀(I₁-3)+C₀₁(I₂-3) (7)；

式中，I₁、I₂为应变张量的主不变量，C₁₀、C₀₁为Mooney-Rivlin材料常数；

根据公式(5)和公式(6)，可推导出TPEE材料的主应力σi和主伸长率λi之间的关系为：

对TPEE材料试片进行单轴拉伸实验，，另外两个方向的主应力均为0，即：

σ₂＝σ₃＝0 (9)，

TPEE材料具有不可压缩性，

则公式(8)可变形为：

再根据公式(7)，可得：

由公式(11)和(12)可得：

取：

则式(13)可以简化为

Y＝C₁₀+C₀₁X (15)，

根据单轴拉伸实验，可得出TPEE材料试片变形和所受载荷的变化关系，由该变化关系计算出一系列拉伸率λ₁和与其对应的应力σ₁的值，再根据拉伸率和对应的应力值计算出式(13)中的X和Y，将所有X和Y通过MATLAB软件拟合成一条直线，则该直线的截距即为C₁₀，该直线斜率即为C₀₁。