光伏玻璃壓延成型過(guò)程的有限元分析

【摘要】：近年來(lái)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,而作為太陽(yáng)能電池組件中一個(gè)重要新型配套產(chǎn)品—光伏玻璃,也隨著光伏行業(yè)的發(fā)展而壯大。由于對(duì)玻璃成型的研究起步較晚,成型過(guò)程中玻璃傳熱情況比較復(fù)雜,對(duì)其進(jìn)行解析求解很困難。所以,借助有限元方法來(lái)模擬玻璃壓延成型的過(guò)程,研究玻璃壓延成型時(shí)玻璃溫度的變化規(guī)律以及玻璃的微觀組織變化,為玻璃壓延成型工藝的深入研究提供依據(jù),并且對(duì)提高玻璃的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文對(duì)玻璃壓延成型過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究。本文首先介紹了玻璃材料的物理性質(zhì),以及應(yīng)用到玻璃壓延成型數(shù)值模擬中的基本理論和方法;分析了玻璃成型過(guò)程中的傳熱學(xué)問(wèn)題;考慮了光伏玻璃壓延成型過(guò)程中溫度對(duì)各物理參數(shù)的影響,對(duì)玻璃成型中的一些邊界條件做了必要的假設(shè),在此基礎(chǔ)上建立了玻璃壓延成型段的簡(jiǎn)化模型;以DEFORM-3D軟件為基礎(chǔ),將玻璃成型段的有關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)置到相應(yīng)的邊界條件中,模擬得出玻璃壓延成型過(guò)程中玻璃的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)的分布情況以及熱通量變化對(duì)玻璃成型的影響,得出壓延成型過(guò)程中玻璃的溫度變化規(guī)律。其次,以晶粒的成核理論和玻璃析晶的范圍為基礎(chǔ),使用晶粒模塊對(duì)成型過(guò)程中玻璃的微觀組織變化過(guò)程進(jìn)行模擬,分析了冷卻速度對(duì)玻璃結(jié)晶的影響。利用此方法可以很好地實(shí)現(xiàn)玻璃微觀組織演變的可視化,對(duì)玻璃內(nèi)部具體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步研究有重要的指導(dǎo)意義。最后,用檢測(cè)工具對(duì)成型過(guò)程中的玻璃帶表面溫度進(jìn)行檢測(cè),對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,從而驗(yàn)證模擬傳熱分析的正確合理性。 【關(guān)鍵詞】：光伏玻璃 壓延成型 DEFORM-3D 數(shù)值模擬 微觀組織
【學(xué)位授予單位】：河南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ171.633
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景9-11
• 1.1.1 光伏玻璃的定義及用途10
• 1.1.2 光伏玻璃的分類10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 課題研究的目的及意義12-13
• 1.4 課題研究的內(nèi)容13-14
• 1.5 本章小結(jié)14-15
• 第2章 玻璃成型有限元模擬的基本理論15-25
• 2.1 玻璃材料的性能15-18
• 2.1.1 玻璃的黏度15-16
• 2.1.2 玻璃的熱膨脹系數(shù)16-17
• 2.1.3 玻璃的比熱容17
• 2.1.4 玻璃的導(dǎo)熱性17-18
• 2.2 玻璃成型有限元模擬的基本原理18-20
• 2.2.1 剛粘塑性流動(dòng)理論的基本方程18-19
• 2.2.2 剛粘塑性有限元變分原理19-20
• 2.3 熱傳導(dǎo)中的有限元求解20-22
• 2.3.1 傳熱學(xué)基本方程20-21
• 2.3.2 定解條件21-22
• 2.4 數(shù)值模擬工具DEFORM-3D22-24
• 2.4.1 DEFORM-3D簡(jiǎn)介22-23
• 2.4.2 DEFORM-3D軟件的功能23
• 2.4.3 DEFORM-3D軟件的模塊結(jié)構(gòu)23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 光伏玻璃壓延成型的有限元模擬25-38
• 3.1 基于DEFORM-3D的模擬過(guò)程25-29
• 3.1.1 模型的簡(jiǎn)化與假設(shè)25
• 3.1.2 模型的建立25-26
• 3.1.3 網(wǎng)格劃分26-27
• 3.1.4 材料模型的建立27-28
• 3.1.5 邊界條件的處理28-29
• 3.1.6 模擬求解器的選擇29
• 3.1.7 步長(zhǎng)增量的控制29
• 3.2 求解結(jié)果及分析29-37
• 3.2.1 玻璃成型的變化過(guò)程29-32
• 3.2.2 玻璃壓延成型過(guò)程中溫度場(chǎng)的變化32-34
• 3.2.3 熱通量變化對(duì)玻璃成型的影響34-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第4章 壓延成型過(guò)程中玻璃微觀組織變化38-43
• 4.1 玻璃析晶38-40
• 4.1.1 玻璃的成核38-39
• 4.1.2 玻璃的析晶范圍39-40
• 4.2 玻璃微觀組織演變模擬40-42
• 4.2.1 模擬設(shè)置40
• 4.2.2 模擬結(jié)果40-42
• 4.3 本章小結(jié)42-43
• 第5章 實(shí)驗(yàn)研究43-46
• 5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備43-44
• 5.1.1 壓延機(jī)43
• 5.1.2 測(cè)溫儀43-44
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方法44
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論44-45
• 5.4 本章小結(jié)45-46
• 總結(jié)與展望46-48
• 全文總結(jié)46
• 研究展望46-48
• 參考文獻(xiàn)48-52
• 致謝52-53
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷53

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