一种机箱密封条设计通用计算模型方法

北京中科医院好不好 http://m.39.net/disease/a_x4i2zos.html

户外机箱铝盒等电子设备的机箱受到恶劣环境的环境下工作,需要做到防水防尘等级为IP67,这里先不考虑怎么散热。

密封条的选择为弹性体橡胶材质,例如硅胶

下面就是个人总结的一个设计密封条的理论算法

概览

如下图:

模型为一个铝合金壳,三部分组成:盖子、密封条、壳体。壳体上面有四个M4的螺纹孔,盖子四个通孔,用来压紧密封条,起到密封的效果。

装配图示意

如下图所示:铝壳尺寸为mm*mm*80mm,壁厚为4mm。

铝壳尺寸

如下图所示:密封条放置槽的尺寸宽度为2.4mm,深度为2.4mm。

槽大小

如下图所示:为密封条的尺寸,宽度为2mm,高度为3mm,压缩量为1mm,也就是1/3,33%,经验上感觉达到IP67是没有问题的。

密封条尺寸

如下图所示:上盖,为一个mm*mm*5mm的一个平板,铝合金。

上盖

注意:

现在假设密封条再由3mm压缩至2mm所用的压力为F,铝合金盖子的反作用力也为F,在这个反作用力的加载上,盖子的应变位移如果足够小,小到能满足IP67的防水等级是不是这个设计理论上就是可行的,如果不行,我们可以通过减小螺钉间距、增大盖子厚度,或者改变密封条的压缩量等因素来优化改善。那下面就可以做一个盖子的有限元分析了。

密封条受力示意图

如下图所示:红色部分是密封条反作用力加载位置

上盖,红色部分为密封条反作用力部分

如下图所示:绿色圈为锁紧螺丝压力加载位置,也就会接下来有限元分析的固定位置。

固定位置力加载

假设用的密封条材质为硅胶,硬度为邵氏A50度,弹性模量为E=2Mpa(这个我也是百度查的,没有确信的值,但是这个数值应该可以根据你的产品找专门的设备测量一下),应力/应变,应力为F/S,应变为ΔL/L,这里的L和ΔL,S都是已知量,可以求的F,这样就可以把F的值加载到盖子上。

F的计算过程

可以得到F=N

网格划分应力多角度放大变形比例便于观察真实比例00:04


转载请注明:http://www.aierlanlan.com/grrz/6500.html