)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真基于前文對(duì)充氣閥結(jié)構(gòu)的幾何設(shè)計(jì)，用SOLIDWORKS軟件對(duì)閥體和閥芯進(jìn)行三維建模，并導(dǎo)出step格式。通過(guò)ANSYS創(chuàng)建靜態(tài)結(jié)構(gòu)學(xué)分析項(xiàng)閥芯和閥體。閥芯強(qiáng)度仿真本文閥芯采用高強(qiáng)度黃銅材料，靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析項(xiàng)目的閥芯材料參數(shù)設(shè)置如圖4.1閥芯材料參數(shù)圖。創(chuàng)建材料，定義該材料密度為ρ=8500kg/m3，測(cè)得楊氏模量為193GPa，采用泊松比為0.圖4.SEQ圖4.\*ARABIC1閥芯材料參數(shù)圖進(jìn)行項(xiàng)目分析時(shí)加載Model模塊，對(duì)幾何體施加高強(qiáng)度黃銅材料參數(shù)，采用Mesh工具對(duì)閥體開(kāi)展網(wǎng)格劃分，采用0.5mm的網(wǎng)格單元大小參數(shù)，采用Slow級(jí)別的過(guò)渡設(shè)置，采用平滑方式進(jìn)行過(guò)渡，至此實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格構(gòu)建如REF_Ref21008\h圖4.2閥芯網(wǎng)格劃分所示。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC2閥芯網(wǎng)格劃分參照REF_Ref25612\h圖4.3閥芯施加邊界條件所示，對(duì)分析模型實(shí)施相應(yīng)約束，固定支撐(FixedSupport)加載至閥芯兩安裝孔內(nèi)側(cè)面，勾選閥芯流腔的內(nèi)側(cè)表面，施加靜壓載荷為充氣閥設(shè)計(jì)的最大工作壓力P=2Mpa。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC3閥芯施加邊界條件實(shí)施分析模型的預(yù)處理階段，激活分析項(xiàng)目的求解(Solve)模塊；完成模型求解后，可在分析項(xiàng)目的Solution項(xiàng)獲得分析結(jié)果。閥芯分析結(jié)果的形變?cè)茍D如REF_Ref26573\h圖4.4閥芯形變?cè)茍D和REF_Ref28156\h圖4.5閥芯形變?cè)茍D所示，可知閥芯的最大形變?yōu)?.064122mm，圖4.SEQ圖4.\*ARABIC4閥芯形變?cè)茍D圖4.SEQ圖4.\*ARABIC5閥芯形變?cè)茍D閥芯應(yīng)變?nèi)鏡EF_Ref27709\h圖4.6閥芯應(yīng)變?cè)茍D所示，閥體在受壓力載荷時(shí)的最大等效應(yīng)變?yōu)?.020709mm；圖4.SEQ圖4.\*ARABIC6閥芯應(yīng)變?cè)茍D閥芯內(nèi)部應(yīng)力云圖如REF_Ref27624\h圖4.7閥芯應(yīng)力云圖所示，其所受最大等效應(yīng)力為1.7946MPa。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC7閥芯應(yīng)力云圖該應(yīng)力值小于材料高強(qiáng)度黃銅的許用應(yīng)力σ=1閥體強(qiáng)度仿真本文閥體采用高強(qiáng)度黃銅材料，靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析項(xiàng)目的閥芯材料參數(shù)設(shè)置如REF_Ref29444\h圖4.8閥體材料參數(shù)圖。創(chuàng)建材料，定義該材料密度為ρ=8000kg/m3，測(cè)得楊氏模量=193GPa，采用泊松比為0.35，抗拉強(qiáng)度=300MPa。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC8閥體材料參數(shù)圖進(jìn)行項(xiàng)目分析時(shí)加載Model模塊，對(duì)幾何體施加高強(qiáng)度黃銅材料參數(shù)，采用Mesh工具對(duì)閥體開(kāi)展網(wǎng)格劃分，采用0.5mm的網(wǎng)格單元大小參數(shù)，采用Slow級(jí)別的過(guò)渡設(shè)置，采用平滑方式進(jìn)行過(guò)渡，至此實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格構(gòu)建如REF_Ref3\h圖4.9閥體網(wǎng)格劃分所示。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC9閥體網(wǎng)格劃分對(duì)分析模型施加邊界條件如施加邊界條件如REF_Ref483\h圖4.10閥體施加邊界條件所示，對(duì)分析模型實(shí)施相應(yīng)約束，固定支撐(FixedSupport)加載至閥芯兩安裝孔內(nèi)側(cè)面，勾選閥芯流腔的內(nèi)側(cè)表面，施加靜壓載荷為充氣閥設(shè)計(jì)的最大工作壓力P=2Mpa。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC10閥體施加邊界條件實(shí)施分析模型的預(yù)處理階段，激活分析項(xiàng)目的求解(Solve)模塊；完成模型求解后，可在分析項(xiàng)目的Solution項(xiàng)獲得分析結(jié)果。閥體分析結(jié)果如REF_Ref3239\h圖4.11閥體形變?cè)茍D所示，可知閥體的最大形變?yōu)?.00023049mm，圖4.SEQ圖4.\*ARABIC11閥體形變?cè)茍D閥芯應(yīng)變?nèi)鏡EF_Ref3311\h圖4.12閥體應(yīng)等效變?cè)茍D所示，閥體在受壓力載荷時(shí)的最大等效應(yīng)變?yōu)?.06684mm；圖4.SEQ圖4.\*ARABIC12閥體應(yīng)等效變?cè)茍D閥芯內(nèi)部應(yīng)力云圖如圖4.7閥芯應(yīng)力云圖所示，其所受最大等效應(yīng)力為4.4054MPa，圖4.SEQ圖4.\*ARABIC13閥體等效應(yīng)力云圖該應(yīng)力值小于材料高強(qiáng)度黃銅的許用應(yīng)力σ=120MPa結(jié)論輪胎充氣閥作為汽車輪胎氣壓調(diào)節(jié)裝置的關(guān)鍵零部件，其正常工作與否，關(guān)乎行車安全、燃油的經(jīng)濟(jì)使用和輪胎的使用時(shí)長(zhǎng)，目前所應(yīng)用的充氣閥往往沒(méi)法適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，容易因?yàn)殡s質(zhì)、密封沒(méi)做好或結(jié)構(gòu)變形等原因，出現(xiàn)不同程度的性能降低乃至失效，本文針對(duì)輪胎充氣閥存在的環(huán)境適應(yīng)性不足問(wèn)題實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先去梳理輪胎充氣閥工作原理、閥體、閥芯、彈簧、密封圈等關(guān)鍵部件的工作機(jī)理，接著對(duì)里面關(guān)鍵部件開(kāi)展了優(yōu)化設(shè)計(jì)，涉及閥芯導(dǎo)向裝置、濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面、密封圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面、彈簧設(shè)計(jì)等，提升其阻擋灰塵的能力，減少閥芯出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，加強(qiáng)密封實(shí)力，其次對(duì)計(jì)算所得的閥口密封比壓、彈簧載荷等關(guān)鍵參數(shù)做了理論分析，證實(shí)設(shè)計(jì)的合理性，最后對(duì)優(yōu)化完的結(jié)構(gòu)實(shí)施ANSYS仿真分析，對(duì)優(yōu)化的結(jié)構(gòu)做強(qiáng)度校核，核實(shí)其可靠性。結(jié)果表明，優(yōu)化后的充氣閥在相對(duì)惡劣的環(huán)境中行車時(shí)，依舊具有良好的工作性能，實(shí)施針充氣閥結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，有助于有效提升充氣閥的防塵、密封及運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，模擬仿真結(jié)果證實(shí)，優(yōu)化后的充氣閥結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上是合理的，可在復(fù)雜又惡劣的環(huán)境里穩(wěn)定地工作。本文的創(chuàng)新性體現(xiàn)為對(duì)充氣閥的結(jié)構(gòu)做優(yōu)化，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)讓充氣閥能適應(yīng)更多惡劣環(huán)境，增加充氣閥的使用時(shí)長(zhǎng)，省下充氣閥的維修費(fèi)用，為輪胎氣壓管理系統(tǒng)發(fā)揮其功能提供技術(shù)依托，本文研究成果對(duì)其他閥門設(shè)計(jì)優(yōu)化具備一定借鑒意義?？傊疚睦脤?duì)輪胎充氣閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和仿真分析，拿出了一種契合復(fù)雜環(huán)境的高性能充氣閥設(shè)計(jì)方案，該方案在助力充氣閥性能提升的同時(shí)，同時(shí)為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)改良提供了理論支撐和實(shí)踐范例。

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