[发明专利]防毒面具零部件装配过程分析方法

摘要

本发明提出一种防毒面具零部件装配过程的分析方法，本发明是有限元方法对防毒面具面罩零部件装配过程进行仿真分析，仿真的过程包括前处理、求解及后处理三个部分。前处理，主要包括防毒面具零部件三维模型的导入、橡胶罩体材料模型的建立、计算网格的划分、接触条件的设置；在求解时，首先对模型进行边界条件与载荷的设置，再利用计算机的并行运算模块对模型进行求解；后处理，提取仿真结果的特征，绘制图表并进行分析。通过本发明可以得到防毒面具超弹性材料在装配过程的形变和应力，对防毒面具装配的可靠性进行评价。

主权项

一种防毒面具零部件装配过程分析方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）、建立防毒面具仿真模型为了准确地分析防毒面具主通话器装配气密性的合理性，需分别建立防毒面具各零部件的三维模型；在仿真分析之前，需要对防毒面具的三维数字模型进行合理的简化，对防毒面具进行裁剪，留下各个部件的接口装配模型，并删除对分析结果影响较小的细节特征，包括倒角、倒圆及孔；又由于罐接头是回转体、主通话器为轴对称结构，将罐接头进一步简化为1/4结构，主通话器简化为1/2结构；（2）、建立防毒面具专用材料库防毒面具的副通话器、罐接头的材料为聚甲醛，眼窗卡箍、主通话器体、主通话器卡箍的材料为尼龙1010，镜片的材料为聚碳酸酯，橡胶罩体的本构模型采用Mooney‑Rivlin 2参数不可压缩橡胶模型，故需建立尼龙1010、聚甲醛和罩体橡胶三种材料模型；（3）、防毒面具装配接触条件的确定由于橡胶材料的力学性质与塑料力学性质相差很大，在装配分析过程中，将橡胶与塑料的接触定义为有摩擦接触，设置摩擦因数为0.38，并保证接触目标面与接触面不相互渗透；（4）、利用分结构网格划分方法对仿真模型进行网格划分；（5）、防毒面具装配约束和载荷的选择防毒面具各零部件的装配是通过凹凸筋结构实现，在实际装配过程中，需要先固定其中零件主体结构件，再将橡胶罩体装在其凹槽内，将卡环置于其上，最后通过垂直于装配面的力将凹凸筋结构装配到位，即完成零部件的装配；在零部件装配的仿真分析设置中，约束与载荷的添加必须按照此装配过程进行设置，达到与实际的装配过程一致；（6）、设置求解控制参数设置参数：差分格式、收敛控制、迭代步数、残差目标，设置好参数后，利用Navier‑Stokes方程对模型进行求解计算，并利用结果数据绘制橡胶罩体应力、应变和位移分析结果云图，通过对应力、应变的均匀性分析对装配可靠性进行评价。