防毒面具作为一种重要的个人呼吸防护器材,在设计和研究方面受到世界范围内广泛的关注和重视。但是目前我国在防毒面具面的研制过程中,仍然采用先设计再加工,最后实验测试的传统设计方法,大大增加了防毒面具的研制时间和成本。面对这一问题,本文提出了一种新的技术方法,将有限元仿真分析技术(CAE)应用到防毒面具的研制方法中,代替之前的加工与实验测试的过程,从而缩短防毒面具的研制时间,减少设计成本。本文研究的是防毒面具面罩装配气密性与牢固度的问题,采用的研究方法是首先根据各接口的装配过程,对其进行有限元仿真分析,再通过物理实验与有限元仿真分析数据之间做对比,确定该有限元仿真分析方法的正确性。最后对加工中出现的部分结构尺寸的改变再进行有限元仿真分析,确定面具各接口处的密封性与牢固度是否合理。为防毒面具的设计提供技术支持。本文以过滤式防毒面具研究对象,对防毒面具的罐接头、主通话器及眼窗三部分接口进行装配气密性与牢固度的有限元仿真分析。其主要研究内容如下:1.通过对橡胶类材料本构模型的描述,确定橡胶罩体材料本构模型为Mooney-Rivlin2参数模型。再根据橡胶材料的单轴拉伸试验,得到其应力—应变曲线,通过最小二乘法对实验数据进行拟合,得到Mooney-Rivlin2参数橡胶本构模型的参数值。最后通过Ansys Workbench平台,应用得到的橡胶本构模型参数模拟单轴拉伸实验,通过仿真数据与实验数据对比分析,确定了该本构模型可以准确的反映橡胶材料的力学特性。2.以橡胶罩体的应力分布为面罩装配气密性的判断标准,根据标准的罐接头、主通话器装配过程,对其接口装配气密性进行有限元仿真分析,得到橡胶罩体的应力分布,通过实验测试数据与仿真数据做比对分析,确定该仿真方法是正确的,再通过改变模型中橡胶罩体的厚度参数,验证了在参数变化后,罐接头、主通话器的装配气密性仍然合格。其次以卡扣连接强度为牢固度判断标准,对罐接头与主通话器的装配牢固度进行有限元仿真,得到合适的卡扣凸台高度为0.9mm—1.1mm。最后对眼窗的装配气密性与牢固度进行有限元仿真分析,发现其局部密封性差,并提出了修改方案,对橡胶罩体进行加厚处理,再进行有限元仿真分析,通过罩体的应力分布,确定该修改方案是正确的,再以螺栓的连接强度为眼窗牢固的判断标准,对标准的眼窗与修改后的眼窗分别进行螺栓连接强度校核,确定眼窗的装配牢固度是合格的。