基于非线性刚度拟合的车窗系统约束分析与建模

摘要

高速工况下,外加气动载荷导致汽车密封性能下降,振动与噪声加剧。为研究高速流固耦合效应下车窗密封性能,必须建立车窗系统模型。然而,由于车窗密封采用超弹性橡胶材料,且具有非规则几何截面,同时密封系统与车窗玻璃还存在复杂的接触作用,因此建立车窗系统约束模型较为困难,导致进一步的整体车窗密封系统分析、优化难以实现。从功能等效原理出发,计入玻璃厚度,基于密封条唇边压缩负荷试验数据,将分步实测的单侧唇边压缩负荷合成为具有等价同步作用的双侧压缩负荷,并拟合为非线性刚度,以此将导槽-玻璃复杂作用等效为变刚度弹性密封约束。以某车型前窗为例,基于该方法建立车窗系统模型,并计算其受集中载荷作用的玻璃位移。定量分析结果与静结构试验数据符合良好,表明基于非线性刚度拟合的车窗系统建模的有效性,可支持面向高速工况的密封优化设计。