现代汽车为适应多元化环境,对于灯具的耐温要求越来越高,因此车灯热管理对于车灯极为重要.车灯内部热量过高不仅会导致材料变形、起彩等外观问题,还会造成材料性能变化,使屈服强度、弯曲强度降低,导致灯具安装失效风险.并且,LED颗粒发光亮度与内部热量密切关联,内部温度过高则会导致亮度降低甚至失效的问题.以一款多功能汽车车灯为案例,基于UG进行CAD设计,对其各个零部件进行划分有限元网格分析并设置相应材质参数,通过CAE软件基于蒙特卡罗方式进行模拟,根据模拟温度云图及气流图结果进行热分发现,引起灯热的主要原因在于后雾及制动功能灯腔空间不足,致使反射碗上部位置热流堆积导致超出材料耐热极限.在保证灯具外部轮廓空间不增加的前提下,通过降低内部热量,即切换光源、增设反射镜及隔热板方式进行优化设计,完善数据后再次进行模拟验证耐热性能满足设计及性能需求.结果表明,设计阶段通过使用CAE模拟结合热量云图及气流图分析提出改善方案,可以更好保证灯具造型并兼顾整灯成本,实现灯具优化设计同时有效降低后期灯具耐热风险.
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