汽车后风窗玻璃电加热除霜系统设计

发布时间：2017-09-16 10:21

  本文关键词：汽车后风窗玻璃电加热除霜系统设计

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【摘要】：汽车风窗除霜技术的应用,其目的在于创造良好的视野,提高汽车的安全性能。后风挡玻璃多采用电加热除霜,国内企业电加热除霜系统的设计主要依靠经验,反复的试验和修改,耗费大量人力、物力。本论文通过试验与仿真相结合的方法,对电加热玻璃进行了除霜效果仿真研究和优化,主要做了以下几方面工作。首先,设计了一套传热参数反求试验,测试玻璃除雾过程中温度的变化,得到了测点的实时温度数据,为仿真提供了可靠的对比数据。提出了一个玻璃传热简化模型,通过反复调整传热参数,得到了与实验结果相一致的仿真效果。得到了最接近实际情况的传热参数,为后面除霜系统精确仿真打下了坚实的基础。然后,设计和进行了加热除霜效果试验,测试了玻璃中间区域和母线附近的温度,并详细记录实时的试验现象。基于电学理论知识,将加热电阻丝部分进行简化,结合MATLAB计算出了各段电阻丝的阻值、电流、电压以及功率,为仿真模型的验证提供了依据。并另外设计试验进行温度对电阻率影响的研究,得到了电阻率与温度的关系式,为传热准确仿真提供了依据。基于Marc Current/Thermal进行了电加热除霜效果的仿真研究,得到了玻璃表面温度变化云图和节点的温度变化曲线,并得出了样品玻璃除霜能力。从测点温度变化曲线和电路理论计算两方面进行对比,仿真值、实测值和理论计算值都有较好的吻合。最后,分析样品玻璃的缺陷,通过计算与仿真相结合的方法进行加热系统的优化,降低了总电阻,使电阻丝单位长度功率均匀化,修改模型,进行优化后玻璃的除霜效果仿真,得到优化后的除霜率、各区域温度分布情况,很好的解决了玻璃除霜能力不足问题,得到合理的设计结果。本研究建立的试验及仿真方法对后风窗玻璃电加热除霜系统的优化及设计具有一定的参考意义,对工程实际有借鉴作用。
【关键词】：后风窗玻璃 电加热除霜试验 电热耦合 有限元分析
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.851
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 引言9-10
• 1.2 课题意义10
• 1.3 国内外研究现状10-12
• 1.4 本文研究的思路12-14
• 第2章 加热除霜系统机理及制备14-24
• 2.1 引言14
• 2.2 电加热除霜系统结构组成及工作原理14-15
• 2.3 电阻丝的机理及制备15-18
• 2.3.1 后挡电加热玻璃基本构成15-16
• 2.3.2 电阻丝制备16-18
• 2.4 传热学基本原理18-21
• 2.4.1 热传导18-20
• 2.4.2 热对流20
• 2.4.3 热辐射20-21
• 2.5 热传导问题的有限元法21-23
• 2.6 本章小结23-24
• 第3章 传热参数的确定24-31
• 3.1 引言24
• 3.2 实验过程24-28
• 3.2.1 实验设备及原理24-26
• 3.2.2 实验过程26-27
• 3.2.3 实验结果27-28
• 3.3 仿真与实验结果分析28-30
• 3.4 小结30-31
• 第4章 电加热除霜的仿真技术31-52
• 4.1 引言31
• 4.2 后风挡玻璃电加热除霜效果试验31-34
• 4.3 电阻发热部分电学理论分析34-42
• 4.3.1 电阻的计算34-37
• 4.3.2 功率、电压及电流的计算37-39
• 4.3.3 电阻率的计算39-42
• 4.4 电加热除霜效果有限元仿真分析42-51
• 4.4.1 热、电耦合有限元理论43-44
• 4.4.2 建立有限元模型44-45
• 4.4.3 模型材料设置45-46
• 4.4.4 电加热除霜效果仿真46-47
• 4.4.5 仿真结果分析47-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 玻璃除霜效果优化52-58
• 5.1 引言52
• 5.2 样品玻璃除霜效果分析52-53
• 5.3 样品玻璃除霜系统优化53-57
• 5.3.1 除霜单位长度功率求解53
• 5.3.2 电阻丝优化计算53-55
• 5.3.3 电阻丝优化仿真55-57
• 5.4 本章小结57-58
• 结论与展望58-60
• 参考文献60-62
• 致谢62

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本文编号：862463