CN107472161A - 塑料板 - Google Patents

塑料板 Download PDF

Info

Publication number
CN107472161A
CN107472161A CN201710528795.7A CN201710528795A CN107472161A CN 107472161 A CN107472161 A CN 107472161A CN 201710528795 A CN201710528795 A CN 201710528795A CN 107472161 A CN107472161 A CN 107472161A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plastic plate
friction
abnormal sound
hemispherical grain
stick
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710528795.7A
Other languages
English (en)
Inventor
吴德俊
田勇
王万英
吴中华
曹刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Changan Automobile Co Ltd filed Critical Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority to CN201710528795.7A priority Critical patent/CN107472161A/zh
Publication of CN107472161A publication Critical patent/CN107472161A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/02—Internal Trim mouldings ; Internal Ledges; Wall liners for passenger compartments; Roof liners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/04—External Ornamental or guard strips; Ornamental inscriptive devices thereon
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明公开了一种塑料板，包括塑料板本体，所述塑料板本体的外表面设有突出于该外表面的半球状颗粒。本发明能够降低塑料板与塑料板之间因相对摩擦而产生异响。

Description

塑料板
技术领域
本发明涉及汽车内外饰系统，具体为一种能降低因相对摩擦而产生异响的塑料板。
背景技术
据目前统计汽车内外饰出现的异响600多个搭接处，摩擦、碰撞异响就高达500多个高风险点，摩擦异响占50％，其中硬质塑料板的影响甚大。持续、反复出现的摩擦异响给用户留下产品低劣的印象。
现有的反硬质塑料板间的摩擦异响手段，成本都十分高昂，常常需要贴毛毡或涂覆反摩擦异响涂层来暂缓响度。然而，这些常采用的贴毛毡和无纺布，涂润滑油、增加反异响涂层等反摩擦异响手段，都不能在前期就介入产品开发，只有在产品开发的末期，第一批工装车下线进行动态评价时，才有机会发现内外饰某部位的硬质塑料板间有摩擦异响，这种亡羊补牢的排查补救方式，花费大量人力物力。这样不但成本昂贵而且不能从根本上解决问题。其次，当前行业中常采用大多数反异响涂层都是通过手工完成的，缺少工艺可靠性，更难以保证一致性。
发明内容
本发明的目的是提供一种塑料板，它能降低塑料板之间因相对摩擦而产生异响。
本发明所述的塑料板，包括塑料板本体，所述塑料板本体的外表面上设置有突出于该外表面的半球状颗粒。
所述塑料板本体的上表面和/或下表面上均匀设置有半球状颗粒。
进一步，所述半球状颗粒与半球状颗粒之间的间距d小于等于5mm。
进一步，所述半球状颗粒的半径R小于等于10mm。
进一步，所述塑料板采用聚合材料ABS，或PC+ABS，或PA6，或POM制成。
进一步，所述塑料板本体与半球状颗粒为一体注塑成型。
本发明的有益效果：
(1)能够从产品正向开发前期介入，能够尽早规避且从本质上解决摩擦异响问题。
(2)相对于反异响涂层或毛毡，在整个车型寿命中大大降低售后维修千频。
(3)也同时可以作为内外饰材料(性能衰减、老化)退化的解决方案。
(4)低投入，易加工。
附图说明
图1是摩擦自激振动模型示意图；
图2是自激振动位移-相位、速度-相位曲线图；
图3是f→f0的振动位移-相位、速度-相位曲线图；
图4是阻尼振动模型示意图；
图5是本发明的轴测视图；
图6是本发明的一种实施例的结构示意图；
图7是本发明的另一种实施例的结构示意图；
图8是由平板-本发明组成摩擦副的摩擦示意图；
图9是平板-平板组成摩擦副的摩擦异响响度测试结果；
图10是平板—本发明组成摩擦副的摩擦异响响度测试结果；
图11是平板-平板、平板—本发明组成摩擦副的粘滑运动风险度测试结果；
其中，1-第一滑块，2-第一弹簧，3-第二滑块，4-参考系Q，5-直线坐标系0-x，6-第二弹簧，7-第三滑块，8-下板，9-阻尼器，10-半球状颗粒，11-塑料板本体，12-平板，13-粘滑运动风险度测试的6种不同压力、速度参数，14-平板与塑料板D组成摩擦副的粘滑运动风险度值，15-平板与平板组成摩擦副的粘滑运动风险度值，16-平板与塑料板C组成摩擦副的粘滑运动风险度值，17-平板与塑料板B组成摩擦副的粘滑运动风险度值，18-平板与塑料板A组成摩擦副的粘滑运动风险度值。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明所述的塑料板，包括塑料板本体11，所述塑料板本体11的外表面上设置有突出于该外表面的半球状颗粒10。本发明中的塑料板指硬质塑料板。
实施例一
如图6所示，在塑料板本体11的上表面或下表面上均匀设置有半球状颗粒10，且塑料板本体11与半球状颗粒10为一体注塑成型。其中，半球状颗粒10与半球状颗粒10之间的间距d小于等于5mm。半球状颗粒10的半径R小于等于10mm。本实施例中，所述塑料板采用聚合材料ABS(即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)，或PC+ABS(即ABS工程塑料)，或PA6(即尼龙6)，或POM(即聚甲醛)制成。
实施例二
如图7所示，在塑料板本体11的上表面和下表面上均匀设置有半球状颗粒10。其余部分与实施例一相同。
以下对本发明进行详细说明：
基于摩擦动力学异响分析，如图1所示，模型的基本参数：第一滑块1的质量为m0；第一弹簧2的刚度为k0，自由长度为h0，静、滑动摩擦系数分别为f0、f。初始状态时，第一弹簧2为自由长度，第一滑块1静止。t＝t1时刻，参考系Q4，沿直线坐标系0-x5的正方向以速度v0持续作匀速直线运动，得第一滑块1的动力学方程：
其中：表示第一滑块1的运动加速度，x1表示第二滑块3的t1时的位移，x表示第一滑块1的t1时的位移，g为重力加速度；
由初始条件得：
其中：α表示第一滑块1与第二滑块3的的原始相位差，ω0表示角速度。
若以第二滑块3为参考系，则易解得第一滑块1位移、速度表达式：
其中：x(t)表示表示位移x是时间t的函数，这里是指以第二滑块3为参考系，第一滑块1的位移表达式，t表示运动时间，t1表示某一运动时刻；
其中：表示第一滑块1的速度表达式，经过公式(3)位移表达式求导数得到。
按相位角ω0t-ω0t1+α进行级数展开公式3和公式4，由图2的速度-相位图所示，可得摩擦引起的自激振动，只完成了速度曲线一个完整周期的某一部分(即从F到A)；剩余间断的直线部分则是静摩擦作用下通过匀速直线运动(即A到F)做的填补。
当滑动摩擦系数增大时，f增大至趋近f0时，没有直线段存在于速度曲线中，系统变化为较纯粹的简谐振动，参见图3。
现对另一阻尼振动模型进行分析。图4所示，模型的基本参数：上方第三滑块7的质量为m，第二弹簧6其刚度为k，阻尼器9其阻尼值为η，正压力为W，静摩擦系数为fs，下板8以速度v运动。处于静摩擦状态时，系统以绝对速率v运动，此时摩擦副的受力满足：
kL+ηv<fsW (5)；
系统受力满足下式：kvtA+ηv＝fsW (6)；
其中：tA表示由静止刚开始进行滑动摩擦时，某时刻。
当t>tA时滑动过程中的动力学方程为：
其中：表示第三滑块7的运动加速度，表示第三滑块7的运动速度，f表示滑动摩擦系数。
由公式6和公式7两式相减，整理得：
当f→fs时，
易得简谐振动动力学方程：
通过对以上两个动力学模型进行不同角度的分析，不难看出两者结果异曲同工，即当f趋近f0时，自激振动渐变化为简谐振动，粘滑现象逐渐消失，进而影响摩擦声学特性的变化。由此可知，自激振动过程中产生的粘滑现象是摩擦异响发生的根源。譬如给人带来截然不同的主观感受的汽车内饰件材料TPO与周围装饰条所产生摩擦异响，则是自激振动所产生。
本发明也同时基于另一种理论，即粘着理论。该理论的摩擦异响分析，揭示了滑动摩擦的过程实质是摩擦表面触点粘着与剪切交替发生的跃动过程。跃动过程和与自激振动在物理本质完全相同，只是在不同领域的不同术语。但两者都是粘滑现象发生摩擦异响的表征或输出，即承载摩擦异响的运动载体。再结合基础摩擦力学，简单推得粘滑现象公式：
其中：表示静摩擦力，μstat表示静摩擦系数，Fnormal表示法向压力；
其中：表示动摩擦力，μdyn表示动摩擦系数；
其中：Stick为粘着，Slip为滑动剪切，Stick-Slip：表示粘滑运动。
公式13表明，粘滑现象取决于法向压力Fnormal以及动静摩擦系数的差值。其中法向压力Fnormal由现实中的外界事物施加产生，不受设计的影响。因此减小μdyn与μstat的差值，才能消除粘滑现象，进而削弱摩擦异响，达到反摩擦异响目的。
粘着理论其次还揭示了，摩擦副之间接触的实际面积远小于表观面积，由接触峰点的塑性流动(变形)和瞬时高温共同作用形成粘着结点。外载荷作用下接触尖峰的应力达到了屈服极限σs而产生塑性变形后，尖峰的应力将不再增大，只会增大接触面A来承受继续增加的载荷N＝A·σs。因此让接触的实际面积最小化，以减小粘着点数目，进而减少粘着面积，同时有效控制了塑性流动，弱化了跃动过程，削弱摩擦异响。
综上，本发明的理论分析可得以下几点：第一，通过摩擦动力学的振动形式变化分析和粘着理论的滑动摩擦特性分析，得出反摩擦异响必须减小摩擦副的动、静摩擦系数差值；第二，通过粘着理论的摩擦表面接触状态分析，得出反摩擦异响必须使摩擦副最大限度地获得最小的接触面积。
另外，一般情况下，让材料表面尽量的光滑，以降低摩擦副接触表面粗糙点的机械咬合(互锁)。
从中总结得出，硬质塑料反异响颗粒要达到减小摩擦副动、静摩擦系数差值的必要条件：
1、最小的接触面积，以减少接触面之间的粘着面积。
2、避免可能产生联锁的表面结构(如尖锐的边或角)。
3、一种各个方向都连续的结构，以避免方向性的影响(因为实际的各个产品的接触角度不同)。
根据这些条件，可得到的半球状颗粒10：可在硬而光滑的接触面间获得最小接触面积。因此降低了两个部件间的粘着力。
此外，半球状颗粒10还能避免大多数机械联锁。同时，它也是没有方向性的。因此，半球结构符合前述所有条件。
因此，在不同压力、速度测试参数13下，采用聚合材料ABS分别做成数个平板和具有半球状颗粒10的平板，然后对平板与平板、平板与不同高度、间距、形状的半球状颗粒10，用Ziegler-Instruments摩擦测试仪进行粘滑运动对比测试，得出异响风险度值，测试结果如图11，在图11中从左到右依次为：平板与塑料板A的测试结果18，平板与塑料板B的测试结果17，平板与塑料板C的测试结果16，平板与平板S的测试结果15，平板与塑料板D的测试结果14。塑料板A、塑料板B、塑料板C和塑料板D均为在塑料板本体11的外表面上均匀设置有半球状颗粒10，其中：塑料板A中半球状颗粒半径R为8-10mm，间距d为5-8mm；塑料板B中半球状颗粒的半径R为6-8mm，间距d为3-5mm；塑料板C中半球状颗粒的半径R为≥10mm，间距d为≥8mm；塑料板D中半球状颗粒的半径R为≤5mm，间距d为≤2mm。从图11中可以得到，当半球状颗粒的半径R≤5mm，且间距d≤2mm时，对降低粘滑现象最有效。在对其它材料(PC+ABS，PA6，POM等)的研究中也同样效果显著。
再运用MB材料摩擦试验机，设计一组异响响度试验参数：压缩位移量、摩擦速度、法向压力。进行ABS平板与ABS平板摩擦副、ABS平板与塑料板D组成的摩擦副(参见图8)，进行摩擦异响响度对比试验。
ABS平板与ABS平板摩擦副试验结果，如图9所示：响度均值为6.83sons，明显伴有粘滑异响；ABS平板与塑料板D组成的摩擦副试验结果，如图10所示：响度均值为3.47sons；后者异响响度明显下降，响度曲线平滑，声压级柱状图高度明显的降低，可知半球结构D参与的摩擦副接触面积A得到明显减小，趋于平滑的响度曲线可知粘着点数目大量减少，粘滑现象趋近消失，自激振动已经向简谐振动变化，其动、静摩擦系数的差值明显缩小，进而了说明本发明的摩擦动力学、粘着理论分析与公式推导的正确性也得到充分验证。
两种试验数据表明：我们通过对各种几何结构的测试，对规律的分析，找到了反异响的通用颗粒结构：半球结构，适用于硬质材料之间，以降低粘滑运动。
反异响半球结构可永久性的解决摩擦异响问题。在整个车型寿命中大大降低售后维修千频，特别是相对与反异响涂层或毛毡来说。因此，反异响半球结构相对节约成本，投用时间相对短。

Claims (6)

1.一种塑料板，包括塑料板本体（11），其特征在于：所述塑料板本体（11）的外表面设有突出于该外表面的半球状颗粒（10）。
2.根据权利要求1所述的塑料板，其特征在于：所述塑料板本体（11）的上表面和/或下表面上均匀设有半球状颗粒（10）。
3.根据权利要求2所述的塑料板，其特征在于：所述半球状颗粒（10）与半球状颗粒（10）之间的间距d小于等于5mm。
4.根据权利要求1至3任一所述的塑料板，其特征在于：所述半球状颗粒（10）的半径R小于等于10mm。
5.根据权利要求4所述的塑料板，其特征在于：所述塑料板采用聚合材料ABS，或PC+ABS，或PA6，或POM制成。
6.根据权利要求5所述的塑料板，其特征在于：所述塑料板本体（11）与半球状颗粒（10）为一体注塑成型。
CN201710528795.7A 2017-07-01 2017-07-01 塑料板 Pending CN107472161A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710528795.7A CN107472161A (zh) 2017-07-01 2017-07-01 塑料板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710528795.7A CN107472161A (zh) 2017-07-01 2017-07-01 塑料板

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107472161A true CN107472161A (zh) 2017-12-15

Family

ID=60595542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710528795.7A Pending CN107472161A (zh) 2017-07-01 2017-07-01 塑料板

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107472161A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109177894A (zh) * 2018-08-20 2019-01-11 重庆长安汽车股份有限公司 一种具有防异响结构的车用塑料板
CN109856044A (zh) * 2019-01-21 2019-06-07 江铃重型汽车有限公司 一种非金属材料异响评价方法及其应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1113270A (ja) * 1997-06-20 1999-01-19 Daiken Trade & Ind Co Ltd 床下地パネル
CN2346580Y (zh) * 1998-09-30 1999-11-03 苏恳瑞 透明塑胶板的改进结构
CN200981445Y (zh) * 2006-11-24 2007-11-28 福建省石狮市富达塑胶文体用品有限公司 一种塑料板
JP2008184150A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Sekisui Plastics Co Ltd 車両用フロアスペーサ
JP2014151836A (ja) * 2013-02-12 2014-08-25 Kasai Kogyo Co Ltd アームレストを備えた自動車用内装部品
CN104452512A (zh) * 2013-09-24 2015-03-25 天津摩根坤德高新科技发展有限公司 一种橡胶减噪板

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1113270A (ja) * 1997-06-20 1999-01-19 Daiken Trade & Ind Co Ltd 床下地パネル
CN2346580Y (zh) * 1998-09-30 1999-11-03 苏恳瑞 透明塑胶板的改进结构
CN200981445Y (zh) * 2006-11-24 2007-11-28 福建省石狮市富达塑胶文体用品有限公司 一种塑料板
JP2008184150A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Sekisui Plastics Co Ltd 車両用フロアスペーサ
JP2014151836A (ja) * 2013-02-12 2014-08-25 Kasai Kogyo Co Ltd アームレストを備えた自動車用内装部品
CN104452512A (zh) * 2013-09-24 2015-03-25 天津摩根坤德高新科技发展有限公司 一种橡胶减噪板

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109177894A (zh) * 2018-08-20 2019-01-11 重庆长安汽车股份有限公司 一种具有防异响结构的车用塑料板
CN109856044A (zh) * 2019-01-21 2019-06-07 江铃重型汽车有限公司 一种非金属材料异响评价方法及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106529038B (zh) 一种从微-宏尺度模型识别螺栓连接结合部切向阻尼特性的方法
Carvalho et al. Exact restitution and generalizations for the Hunt–Crossley contact model
White et al. Experimental techniques and identification of nonlinear and viscoelastic properties of flexible polyurethane foam
US7292966B2 (en) Method of simulating deformation of rubber material
CN107472161A (zh) 塑料板
JP6820852B2 (ja) 接着力を複数段階に切替可能な構造化表面
WO2006090686A1 (ja) タイヤの摩耗予測方法、タイヤの設計方法、タイヤの製造方法、タイヤの摩耗予測システム及びプログラム
Sjöberg On dynamic properties of rubber isolators
CN109670252A (zh) 一种基于力和刚度等效的头车缩模构建方法及头车缩模
CN108009360A (zh) 分析汽车异响的方法和装置
CN109858117B (zh) 一种单跨覆冰输电线路脱冰最大跳跃高度的算法
Chang et al. Dynamic model of an air spring and integration into a vehicle dynamics model
CN109470631A (zh) 橡胶的粘接试验方法以及橡胶的粘接试验系统
CN107843428A (zh) 轴承载荷在线获取方法及装置、轴承寿命评估方法及装置
Ficzere Experimental dynamical analysis and numerical simulation of the material properties of parts made by fused deposition modelling technologies
Dong et al. Friction in LS-DYNA®: Experimental Characterization and Modeling Application
Amassad et al. A quasistatic contact problem with slip‐dependent coefficient of friction
CN206056652U (zh) 一种适用于识别连接结合面参数的系统
Hao et al. Model development of automotive air spring based on experimental research
Sabri et al. Grip analysis of road surface and tire footprint using FEM
Klockiewicz et al. The method of estimating kinematic road excitation with use of real suspension responses and model
Guo et al. Experimental research on friction of vehicle tire rubber
CN111027022A (zh) 一种刹车片的寿命的评估方法
Busse Investigation, prediction and control of rubber friction and stick-slip: experiment, simulation, application
CN109177894A (zh) 一种具有防异响结构的车用塑料板

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171215

RJ01 Rejection of invention patent application after publication