制动胶管具有耐压性能优异、承压延展小、耐候耐化学腐蚀性能强等特点,被广泛使用于汽车行业。但是制动胶管及其总成的性能关系到纤维、胶料、金属材料的力学性能和扣压工艺等多种因素影响,限制了其优化与发展。本课题对制动胶管总成各部件材料进行测试,采用有限元分析方法求解纤维编织层力学性能并构建高精度制动胶管模型,通过扣压工艺的仿真探索影响总成性能的不同因素。论文的研究内容包括:(1)对构成胶管及其总成的材料的力学性能进行测试。以制动胶管及其总成为研究对象,分别对构成总成的不同构件如胶管、金属接头上所使用的橡胶材料、纤维材料、金属材料的力学性能分别进行分析。测试确定了纤维编织层内外层纤维单丝的初始模量、胶料的本构方程以及接头金属材料的屈服应力。(2)对制动胶管的纤维编织层等效力学参数进行求解。基于(1)中得到的纤维力学性能参数,配合以生产实际中使用的工艺参数,对制动胶管编织层进行参数化建模。同时借助二次开发的建模插件HoseBraider实现纤维编织层正交各向异性力学参数的求解,并通过实验和有限元仿真分析验证了纤维编织层等效力学材料参数的有效性。(3)构建高精度制动胶管及总成模型并对扣压工艺进行仿真分析。基于纤维编织层正交各向异性本构方程和材料参数与胶料的本构方程构建高精度制动胶管模型,结合(1)所得的金属材料力学性能参数,实现胶管总成扣压工艺的建模仿真。使用实际生产中的边界条件,求解扣压过程中胶管的应力集中情况以及胶管与衬芯表面上的接触压力分布。(4)研究制动胶管总成密封性能的影响因素。以制动胶管外胶层与金属接头的接触压力为研究对象,基于(3)中对胶管总成扣压工艺的仿真,分析求解所得的胶管的应力分布、衬芯与胶管内胶层之间的接触压力以及综合衬芯与扣压铆爪爪齿形貌三种因素对胶管密封性能与抗拔脱性能的影响。通过脉冲试验验证了仿真分析的合理性,为企业DOE设计提供指导。