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汽车车灯结雾及其控制的分析研究

作　者: 林娇弟
导　师: 刘红
学　校: 浙江工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 车灯结雾热设计流动特性温度场临界起雾湿度
分类号: U463.65
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 135次
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内容摘要

随着社会经济的发展,汽车已经成为人类社会中不可缺少的交通和运输工具。汽车照明系统担负着照明和信号指示两种功能,是汽车安全性能的主要组成部分。汽车车灯内部结雾问题是当前影响车灯质量、寿命和使用效能的一个严重问题。本文采用理论分析、数值模拟与试验验证的方法对汽车车灯内部结雾机理进行研究,揭示了车灯内部流动特性和温度场的分布,为解决车灯结雾问题提供了理论依据。本文完成的主要内容如下:1.针对现代车灯设计中的结雾问题,总结了国内外研究现状,阐述了车灯热设计在车灯整体设计中的地位和重要性。2.结合水蒸气凝结机理,揭示了车灯内部结雾的实质是水蒸气在车灯内表面上的珠状凝结,分析了车灯结雾的三个条件及影响车灯结雾的几个因素,提出了相应的凝结判断准则。3.对车灯内部空气的流动特性进行了数值仿真,揭示了车灯内部空气的流动特性,探讨了换气口形状对车灯内部流动场分布的影响规律。4.建立了快速可行的车灯温度场计算模型,模拟了车灯透镜罩的温度场分布。结果表明,车灯透镜罩温度场分布不均是引起车灯结雾的重要影响因素。最后,对影响车灯透镜罩温度场分布的相关因素进行了讨论。5.提出了车灯临界起雾湿度的概念,并对其进行了理论研究,同时在典型车灯工作环境中进行了验证,最后设计了以此为理论基础的车灯防雾装置。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章引言  11-18
  1.1 研究课题的背景  11
  1.2 现代车灯设计的方法  11-15
    1.2.1 现代车灯设计中的问题  11-13
    1.2.2 现代车灯设计技术  13-14
    1.2.3 车灯热设计在车灯整体设计中的地位  14-15
  1.3 国内外研究现状  15-17
    1.3.1 国外研究现状  15-16
    1.3.2 国内研究现状  16
    1.3.3 研究现状小结  16-17
  1.4 本课题的研究思路和内容  17
  1.5 本章小结  17-18
第2章车灯结雾机理和热设计理论基础  18-36
  2.1 水蒸气的凝结  18-20
    2.1.1 湿空气及其结露现象  18-19
    2.1.2 影响水蒸气凝结的因素  19-20
  2.2 车灯结雾原理  20-22
    2.2.1 车灯内部结雾本质  20-21
    2.2.2 车灯结雾条件  21-22
  2.3 影响车灯内部结雾的因素  22-25
    2.3.1 车灯自身结构及材料  23-24
    2.3.2 车灯工作环境  24
    2.3.3 车灯工作方式  24-25
  2.4 车灯物理模型  25-28
    2.4.1 车灯结构  25-26
    2.4.2 车灯内部及其与环境的能量交换  26-27
    2.4.3 车灯材料特性  27-28
  2.5 车灯数学模型  28-33
    2.5.1 车灯传热理论  28-30
    2.5.2 有限元软件辐射热分析的求解方法  30-32
    2.5.3 车灯传热数值求解基本思想  32-33
  2.6 车灯计算模型  33-34
  2.7 本章小结  34-36
第3章车灯流场的数值分析  36-45
  3.1 ANSYS/FLOATRAN软件介绍  36-38
    3.1.1 ANSYS/FLOTRAN流体分析功能  36-37
    3.1.2 流体单元介绍  37
    3.1.3 ANSYS/FLOTRAN分析步骤  37-38
  3.2 车灯流场的计算  38-42
    3.2.1 模型单元选择和网格划分  38
    3.2.2 基本假设和边界条件  38-39
    3.2.3 分析计算  39-42
  3.3 影响流动场分布的因素  42-43
  3.4 本章小结  43-45
第4章车灯温度场的数值分析  45-54
  4.1 确定分析类型  45
  4.2 车灯温度场分析有限元模型  45-47
    4.2.1 模型的建立及网格划分  45-46
    4.2.2 辐射角系数矩阵的生成  46-47
    4.2.3 边界条件和载荷  47
  4.3 车灯温度场的数值计算结果  47-48
  4.4 车灯温度场实验  48-49
    4.4.1 实验方案  48-49
    4.4.2 实验结果与数值计算结果对比  49
  4.5 车灯透镜罩温度场的影响因素  49-53
    4.5.1 车灯结构的影响  50-51
    4.5.2 车灯选材的影响  51-52
    4.5.3 车灯加工工艺的影响  52-53
  4.6 本章小结  53-54
第5章车灯结雾判别方法及改进措施  54-61
  5.1 车灯结雾判别方法  54-56
    5.1.1 车灯结雾准则  54
    5.1.2 车灯临界起雾湿度  54-56
  5.2 车灯起雾试验  56-58
    5.2.1 试验方案  56
    5.2.2 试验装置  56-57
    5.2.3 试验结果和讨论  57-58
  5.3 车灯防雾装置介绍  58-59
  5.4 消除车灯结雾的改进措施  59-60
    5.4.1 降低车灯内部空气的湿度  59
    5.4.2 优化车灯温度场和流动场分布  59-60
    5.4.3 车灯材料及表面改性  60
  5.5 本章小结  60-61
第6章结论与展望  61-63
  6.1 总结  61
  6.2 展望  61-63
参考文献  63-65
致谢  65-66
攻读学位期间参加的科研项目和成果  66

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