簡易檢索 / 詳目顯示
| 研究生： |
黃東毅 Huang, Tung-I |
|---|---|
| 論文名稱： |
雨刷下壓力分布模擬技術 Pressure Distribution Simulation Technigue for Wiper |
| 指導教授： |
蔡建雄
Tsai, Chien-Hsiung |
| 學位類別： |
碩士 Master |
| 系所名稱： |
工學院 - 車輛工程系所 Department of Vehicle Engineering |
| 畢業學年度： | 106 |
| 語文別： | 中文 |
| 論文頁數： | 75 |
| 中文關鍵詞： | 雨刷 、彈片弧形 、下壓力 、玻璃曲率 、摩擦係數 、雨刷膠條截面 |
| 外文關鍵詞： | Wiper, vertebra, glass curvature, friction coefficient, blade, Pressure |
| DOI URL： | http://doi.org/10.6346/THE.NPUST.VE.008.2018.E07 |
| 相關次數： | 點閱：117 下載：1 |
| 分享至: |
| 查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 |
在雨刷刷拭的過程中，雨刷在擋風玻璃上分布壓力會受到彈片弧形、玻璃曲率以及雨刷截面之影響。一般雨刷的下壓力為14~17N/m，而設計上要求雨刷各點的壓力要在10N/m~20N/m之間為最佳。本研究主要建立無骨雨刷下壓力分布的模擬技術，使用的數值方法為有限元素法，研究中以17N/m為雨刷的下壓力，探討雨刷膠條截面、玻璃曲率、摩擦係數與攻擊角等參數對雨刷下壓力分布的影響。計算結果顯示:本文所計算的壓力分布結果與實驗量測之結果趨勢相近。本文所建立的模擬技術可以用來分析雨刷在擋風玻璃各處之壓力分布，用來預測彈片設計弧形的優缺點與並評估擋風玻璃各位置的刷拭品質。
During the wiping process, the distribution pressure of the wiper on the windshield is affected by the profile of the vertebras, the curvature of the windshield glass, and the shape of the blade. In general, the down-force of the wiper is 14~17N/m, and the design requires that the pressure of each point of the wiper be between 10N/m and 20N/m. In this study, the emphasis is put on the development of the simulation technique for pressure distribution of flat wiper utilizing the finite element method. In the study, the down-force of the wiper with 17N/m is discussed. The effect of blade shape, glass curvature, frictional coefficient and attack angle on the pressure distribution of the wiper, are simulated and eludicated. The results show that the pressure distributions calculated in this paper are concurred with those of the experimental measurements. The simulation technique established in this paper can be used to analyze the pressure distribution of the wiper on the windshield. It is used to verify the feasibility of the profile design of the vertebras and to evaluate the wiping quality of each position of the windshield.
目錄
摘要 I
Abstract II
謝誌 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
符號引索 XIV
第1章緒論 1
1.1研究背景 1
1.2 文獻回顧 3
1.3 研究內容與目標 10
1.4 研究方法與流程 11
第2章 研究方法 12
2.1 Ansys static structural求解方程式 13
2.1.1線性求解方程式 13
2.1.2非線性求解方程式 14
2.1.3收斂標準 16
2.2 Ansys Structural 接觸型態 17
2.2.1 綁定(Bonded) 17
2.2.2摩擦係數(Frictional) 18
2.2.3 接觸方法 18
2.3Ansys網格布置 19
2.4 Ansys有限元素分析流程 20
2.5幾何外型與邊界條件 21
第3章 結果與討論 27
3.1 二維雨刷膠條截面網格敏感度分析 28
3.1.1膠條截面網格敏感度分析 29
3.1.2雨刷長度方向敏感度分析 30
3.2 截面刷拭角與反力大小之趨勢 32
3.2.1 WB-68膠條截面之刷拭角與反力大小之趨勢 33
3.2.2 X膠條截面之刷拭角與反力大小之趨勢 35
3.3對稱邊界與全模型之比較 38
3.4模擬值與實驗值相互比較 39
3.5膠條Ｅ值改變對於下壓力分布之影響 41
3.5.1膠條E值為3E+6 Pa 42
3.5.2膠條E值為5E+6 Pa 43
3.5.3膠條E值為7E+6 Pa 44
3.6玻璃曲率不同對於下壓力分布之影響 46
3.6.1玻璃為平玻璃 47
3.6.2玻璃曲率為R4000 48
3.6.3玻璃曲率為R3000 49
3.7摩擦係數對於下壓力分布之影響 51
3.7.1摩擦係數為0.2 52
3.7.2摩擦係數為0.5 53
3.7.3摩擦係數為0.8 54
3.8雨刷膠條截面不同對於下壓力分布之影響 56
3.8.1WB-68截面結果 58
3.8.2 X截面結果 58
3.9 雨刷刷拭方向下壓力分布影響 61
3.9.1雨刷順刷分析 62
3.9.2雨刷逆刷分析 63
3.10有無附件下壓力分布之影響 66
3.10.1無附件之雨刷 66
3.10.2有附件之雨刷 67
第4章結論 70
第5章未來發展與建議 72
參考文獻 73
作者簡介 75
參考文獻
1. 林秋豐,洪敏發,曾全佑,蔡建雄,戴昌賢,藍浚嘉, 2005 , “雨刷系統流場的數值分析與研究” , 技術學刊第二十卷第四期民國九十四年.
2. 李欣豪, 2017 , “無骨式雨刷彈片成型技術之研究”屏東科技大學,車輛系研究所碩士論文
3. KyoungjoonSong,Hyeongill Lee, 2013 ,“Study on the Profile of Body Spring in the Flat Type Wiper Blade foran Contact Pressure Distribution”,Transactions of KSAE, Vol. 21, No. 2, pp.55-62
4. Regis Grenouillat, Christian Leblanc,2002,“Simulation of Mechanical Pressure in a Rubber-Glass Contact for Wiper Systems”,SAE TECHNICAL PAPER SERIES 2002-01-0798。
5. CarineChevennement – Roux , RegisGrenouillat , Thomas Dreher , 2005, “Wiper Systems With Flexible Structure – Instabilities Analysis and Correlation with a Theoretical Model” SAE.2005-01-2375
6. Zhe Yu, Wenjie Qin, and QingdongHou, 2015 , “Dynamic Analysis of Wiper System and Noise Prediction of Blade Reverse” SAE Technical Paper 2015-01-0106.
7. QingdongHou, Wenjie Qin, and Zhe Yu, 2015 ,” Analysis of Windshield Wiper Reversal Impact and Its Suppression by Structural Design” 2015-01-0108 TSAE-15IC-0108
8. Brian D. Grenke, 2002 , “Digital Filtering for J211 Requirements using a FastFourier Transform Based Filter”,SAE TECHNICAL PAPER SERIES 2002-01-0798.Zhou,
9. 王可,毛志伋,2015,“基於Matlab實現最小二乘曲線擬和”,北京廣播學院學報(自然科學版),2005年6月第12卷第2期。
10. 張明仁,2016,“以Isight結合Solidworks、Abaqus及用戶子程序進行雨刷鐵片外型設計”,高雄，山多力國際股份有限公司.
11. 陳俊偉, 2017 , “不同行式雨刷之彈片弧形最佳化設計” 屏東科技大學,機械系碩士論文.
12. Shigeki Okura, TakioOya, 2003 , “Complete 3D Dynamic Analysis of Blade Reversal Behavior in a Windshield Wiper System” SAE TECHNICAL PAPER SERIES, 2003-01-1373.
13. WookHyeon Kim, Tae Won Park , Jang Bom Chai, Sung PilJung ,Won Sun Chung, 2010 ,“Estimation of Contact Pressure of a Flat Wiper Blade by Dynamic Analysis”,韓國機械工程師學會論文集DOI:10.3795/KSME-A.2010.34.7.837.
14. Sangjin Lee, Yoojeong Noh, Kyungnam Kim, Keunwoo Kim, Youngkeun Jang, Kwanhee Kim, Jaecheon Lee, 2015 , “Development of Contact Pressure Analysis Model of Automobile Wiper Blades” Transactions of KSAE, Vol.23, No3, pp.292-298.
15. 黃榮文,陳建良, 2013 , “汽車單臂雨刷動態分析” 車輛工程學刊,第十期
16. 邵剛,2012,“汽车雨刷片设计” 安徽电子信息职业技术学院学报 No.5
17. 陳艷霞“Ansys workbench 15.0有限元素分析入門”CAX技術聯盟,電子工業出版社.
18. 劉笑天 “Ansys workbench 結構高級應用”中國水利水電出版社.
