基于振动技术的汽车前风挡除水机理研究
本文选题:汽车前风挡 + 除水技术 ; 参考:《华南理工大学》2016年硕士论文
【摘要】:车辆的前风挡雨刮器是一种重要的安全保障零部件,雨刮器的可靠性以及性能成为零部件设计的重要控制对象。当前广泛使用的传统机械式雨刮器的胶条易于老化、一旦蜗杆卡死电机易于烧毁且雨刮器工作时会遮挡视线,这本身存在一定的交通事故风险。本文研究一种不需要机械结构的、基于超声以及振动的新型前风挡表面雨水清除技术。从而解决传统雨刮器的诸多弊端。本项目已经申请了广东省教育厅的预言项目。针对究竟选择何种机理作为本技术工作基本原理的问题,论文通过理论分析、有限元仿真、试验验证相结合的研究方法对其工作机理进行分析和研究。首先,论文在本领域首次研究、分析并整理出空化效应、雾化效应、微流驱动效应三种可行的工作机理,并且分析、评估各个机理的研究现状及其优劣性。通过深入研究三种机理的相关基本理论、搭建实验台验证其可行性,最终排除雾化、空化效应并选择微流驱动作为核心工作机理。论文进一步研究微流驱动理论,分析发现:对称低频振动、正交对称低频振动、非对称信号振动和高频对称振动四种振型可以作为振源信号实现驱动玻璃表面液滴移动实现除水目的。其次,利用COMSOL MULTIPHYS有限元分析软件对玻璃板上的液滴进行建模,按照上述的四种振动模式对玻璃板液滴模型施加振动激励。研究发现液滴在振荡信号下始终保持一种非对称的往复振荡运动,这种非对称运动合成为液滴在宏观上的位移;液滴最大位移距离与振源功率正相关;振荡频率会影响液滴位移距离以及位移方向;相同振源输出功率下低频非对称振荡、正交振荡的液滴驱动效果更好。最后,搭建试验台进行微流驱动机理下的试验研究。本研究利用斜劈式电磁换能器、双通道振动驱动源以及功放模块搭建频率、振幅连续可调的实验台。按照上述的各种振型对实验台施加振动,将试验结果与COMSOL MULTIPHYS软件仿真结果进行对比分析,验证微流驱动机理可行性。
[Abstract]:The windshield wiper of vehicle is an important part of safety and security. The reliability and performance of windshield wiper become the important control object in the design of parts. The rubber strip of the traditional mechanical wiper used widely at present is easy to age, once the worm gets stuck the motor is easy to burn down and the wiper will block the line of sight when the wiper is working, there is a certain risk of traffic accident in itself. In this paper, a new front windshield surface Rain Water cleaning technique without mechanical structure, based on ultrasonic and vibration, is studied. In order to solve the traditional wiper many drawbacks. This project has applied for the prophecy project of Guangdong Provincial Education Department. In order to solve the problem of which mechanism is chosen as the basic principle of this technology, this paper analyzes and studies its working mechanism by means of theoretical analysis, finite element simulation and experimental verification. Firstly, this paper first studies the cavitation effect, atomization effect and micro-flow driving effect in this field, and analyzes and evaluates the research status and the advantages and disadvantages of each mechanism. Through in-depth study of the basic theories of the three mechanisms, an experimental bench was set up to verify its feasibility, finally, the atomization and cavitation effects were eliminated and the micro-flow drive was selected as the core working mechanism. In this paper, the theory of microfluidic drive is further studied, and the results show that: symmetric low frequency vibration, orthogonal symmetric low frequency vibration, The four modes of asymmetric signal vibration and high frequency symmetric vibration can be used as vibration source signals to drive the liquid droplet movement on the glass surface to achieve the purpose of removing water. Secondly, COMSOL MULTIPHYS finite element analysis software is used to model the droplet on the glass plate. According to the four vibration modes mentioned above, the droplet model of the glass plate is excited by vibration. It is found that the droplet always maintains an asymmetric reciprocating oscillatory motion, which is synthesized as the displacement of the droplet on the macro level, and the maximum displacement distance of the droplet is positively correlated with the power of the source. The frequency of oscillation will affect the displacement distance and direction of the liquid drop, and the drive effect of the orthogonal oscillation is better when the output power of the source is the same as the low frequency asymmetric oscillation. Finally, the test bed is built to study the microfluidic driving mechanism. In this study, an experimental platform with frequency and amplitude continuously adjustable is built by means of a split electromagnetic transducer, a dual channel vibration drive source and a power amplifier module. According to the vibration modes mentioned above, the experimental results are compared with the simulation results of COMSOL MULTIPHYS software to verify the feasibility of the microfluidic driving mechanism.
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U463.835
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,本文编号:1817096
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