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基于半导体致冷器的热阻虚拟样机及其研究

基于半导体致冷器的热阻虚拟样机及其研究

引用

作者：秦熠浙江大学

学位级别：硕士

本文在分析国内外对热阻研究的现状和趋势的基础上，提出了一套基于半导体致冷器的热阻控制方案并建立了其针对机械部件和电子器件热阻虚拟样机。本文将详细介绍为建立热阻虚拟样机展开的具体工作。第一章，在论述热阻研究的发展现状... 详细信息

本文在分析国内外对热阻研究的现状和趋势的基础上，提出了一套基于半导体致冷器的热阻控制方案并建立了其针对机械部件和电子器件热阻虚拟样机。本文将详细介绍为建立热阻虚拟样机展开的具体工作。第一章，在论述热阻研究的发展现状和趋势的基础上，阐明了建立基于半导体致冷器的热阻虚拟样机的重要意义，以及热阻虚拟样机建立的基础和特点，提出本文的研究内容，并对论文的各章节进行安排。第二章，在详述了半导体致冷器之于热阻控制的重要性之后，介绍了半导体致冷器的工作原理和特点。用数学方法描述其工作状况并建立数学模型。为第三章和第四章建立的热阻虚拟样机建立基础。第三章则是建立机床导轨的热阻虚拟样机。因为机床导轨是机械制造里研究的热点和重点，其热阻和温度场及变形的控制在精密机械加工中至关重要。导轨的热阻虚拟样机能够让我们深入理解导轨热变形的热力学机理。在建立机床导轨的热阻虚拟样机的时候，首先要建立它的数学模型。为了深入研究，我们在模型中采用离散热力学分析并定义了在机床导轨热控制中广义热阻的概念。分析各块离散单元体的受热情况，然后用Matlab程序联立求解各块离散单元体的温度方程，整个温度场在时域中的值即可精确仿真出来。建立虚拟样机之后，改变若干系统里的参数，并仿真，研究他们对广义热阻和温度场的影响。第四章，在建立对发热芯片进行主动热阻控制的数学模型后，再用simulink建立其虚拟样机。本章从环境温度是变化的或是恒定的两种情况出发，着重在虚拟样机里研究了各种控制策略，并仿真。最后用实验结果和虚拟样机进行对比，检验热阻虚拟样机的效果。最后一章主要对热阻虚拟样机进行概括和总结，并展望其后续研究。

关键词：热阻虚拟样机半导体致冷器 Matlab 机床导轨发热芯片

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