呼气活门是防毒面具上关键的部件之一,活门气密性的好坏直接影响整个防毒面具的使用性能。目前对防化领域活门的研究较少,活门工作特性以及影响其工作性能的因素需要进一步探究。因此开展防毒面具活门气密性等相关研究对于全面了解呼气活门的工作特性进而提高整个防毒面具的使用性能具有重要意义。本文以有限元分析理论及参数化设计理论为基础。依据活门橡胶材料的特性,确定本构模型并对活门装配过程进行仿真。依据工作时对活门气密性的要求,提出以活门与座的接触压强来评价活门气密性。克服了只能通过物理试验的方法判定气密性是否满足要求的局限性,实现了直接利用相关指标参数来评价活门气密性并利用仿真确定了呼气阻力。通过对活门与座结构分析,找到影响活门气密性的因素并进行改进。为了确定本构模型,把实验数据输入ANSYS Workbench中,选择常用的Mooney-Rivilin、Yeoh和Ogden本构模型做拟合,把物理实验数据曲线和仿真拟合曲线结果相对比。最终确定适合活门材料的本构模型是Mooney-Rivilin两参数模型,其中两个参数为C10=1.74,C01=-1.51。通过分析活门与座的结构特点,对二者的模型进行适当简化。对比三维模型和二维模型网格划分的数量以及考虑到计算量等问题,选择二维模型进行分析。利用ANSYS Workbench对活门装配过程仿真并确定活门装配力的大小。为了弄清活门工作时的特点,对吸气和呼气两个方面进行了仿真。得到了活门吸气时的接触压强和呼气阻力,以此结果为依托对影响活门工工作性能的重要结构进行参数化建模。对改进后的活门与座进行多次仿真,确定了改进方案。仿真结果表明:活门装配力为11N,与试验测得结果相比误差较小。呼气阻力约为53pa。当活门增加厚度0.05mm时活门接触压强增大,当活门座凸台的倒角减小0.02mm时活门的接触压强增大,呼气阻力仍符合要求。因此适当增加活门厚度、减小倒角可以提高活门的气密性。