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Essai de simulation solaire automobile

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Essai de simulation solaire automobile

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Lorsque la voiture est en mouvement, elle est confrontée à diverses conditions météorologiques difficiles, ce qui entraîne inévitablement des phénomènes indésirables tels que le vieillissement et la corrosion des matériaux des composants, qui affectent l'apparence et la fonction de la voiture, et posent même des risques pour la sécurité. Par conséquent, l'analyse des facteurs affectant le vieillissement et la corrosion des matériaux des composants automobiles est d'une grande importance pour comprendre les changements dans les propriétés des matériaux et proposer des contre-mesures.



1 L'influence de la lumière naturelle sur les matériaux automobiles
De nombreux facteurs affectent la lumière naturelle sur les voitures, principalement en fonction des propriétés et de l'intensité de la lumière, ainsi que du type et de la qualité des matériaux de la voiture.



Le rayonnement solaire peut avoir des effets d'atténuation sur les matériaux et les composants. La chaleur générée par la lumière du soleil a un certain impact sur les performances opérationnelles, la gestion thermique, le bruit et la stabilité dimensionnelle des automobiles. Généralement, après avoir interagi avec l'éclairement du rayonnement, l'intensité du rayonnement, la température, l'humidité et d'autres effets environnementaux, il déclenche et accélère la dégradation de la surface des matériaux, ce qui entraîne le vieillissement des composants structurels automobiles dans leurs positions structurelles et méthodes d'assemblage d'origine.



(1) Spectre du rayonnement solaire

Le rayonnement solaire a de multiples effets sur les matériaux automobiles, principalement le rayonnement ultraviolet (UV), le rayonnement thermique et le rayonnement optique. La recherche sur le vieillissement de l'intérieur et de l'extérieur des véhicules et de leurs composants, basée sur les spectres de rayonnement solaire, est d'une grande importance.



(2) Rayonnement ultraviolet (UV)

Les rayons ultraviolets font partie de la lumière du soleil et ont une longueur d'onde d'environ 10-400 nm. Il peut provoquer la décoloration de la peinture, le vieillissement de l'apparence et endommager les composants en plastique et en caoutchouc, les rendant cassants, fissurés et vieillis.



Les différentes longueurs d'onde du rayonnement ultraviolet dans la gamme des longueurs d'onde ultraviolettes ont des effets différents : La bande UV-A (400-320nm) peut provoquer la dégradation de certains polymères (plastiques ou matériaux polymères) ; la bande UV-B (320-280nm) : Il s'agit de la longueur d'onde la plus faible de la lumière naturelle et elle peut entraîner la dégradation de la plupart des polymères ; bande UV-C (280-200nm) : elle peut provoquer des réactions anormales dans les polymères.



(3) Rayonnement thermique

Sous l'effet du rayonnement solaire (l'énergie thermique du rayonnement solaire), les matériaux automobiles absorbent une partie de l'énergie thermique et en réfléchissent une autre. La chaleur solaire absorbée provoque l'échauffement du matériau, ce qui a également un certain impact sur les composants automobiles, en particulier dans des conditions météorologiques à haute température.



(4) Rayonnement optique

La lumière visible est une partie du spectre solaire qui comprend la lumière dans le domaine visible, c'est-à-dire la lumière que l'œil humain peut percevoir. La gamme de longueurs d'onde de la lumière visible s'étend du violet à courte longueur d'onde au rouge à grande longueur d'onde. L'impact du rayonnement de la lumière visible sur les composants automobiles se reflète principalement sous la forme d'énergie thermique, qui dépend des propriétés et de l'intensité de la lumière, ainsi que du type et du matériau des composants.



2 Technologie de vieillissement par simulation solaire
La technologie de vieillissement par simulation solaire est une méthode utilisée pour simuler le rayonnement solaire et les conditions météorologiques dans des environnements naturels. Elle est largement utilisée dans les essais climatiques et environnementaux pour les photovoltaïques, les automobiles, les trains, les avions, ainsi que dans les petites chambres environnementales, la recherche sur l'ombrage des bâtiments et d'autres domaines pour tester la performance et la durabilité des matériaux, des produits ou des composants dans le cadre d'une exposition à long terme. Cette technique est couramment utilisée pour évaluer les processus de vieillissement et de dégradation qui peuvent se produire dans les matériaux exposés à des environnements extérieurs, afin d'améliorer la conception des produits et la sélection des matériaux.



La norme vise à simuler l'exposition des véhicules à la lumière naturelle du soleil pendant leur utilisation réelle, afin d'évaluer les performances, la durabilité et la stabilité des composants et des matériaux utilisés dans les voitures particulières.



Chambre d'environnement solaire simulé pour automobiles

Le caisson de simulation solaire automobile est un dispositif spécialement conçu pour simuler le rayonnement solaire et les conditions environnementales naturelles, afin de tester les performances, la durabilité et le vieillissement des composants automobiles, des matériaux et de l'ensemble du véhicule sous l'effet de la lumière du soleil, afin d'évaluer les performances et la fiabilité des automobiles dans des environnements à haute température. Il comprend généralement un simulateur solaire, un système de contrôle de la température et de l'humidité, un système de circulation et de pulvérisation, etc.



Simulateur solaire : dispositif utilisé pour simuler la lumière du soleil, généralement composé d'éléments tels qu'une source lumineuse, des circuits d'alimentation et de commande et un ordinateur. Les sources lumineuses utilisent généralement des lampes au xénon ou des lampes aux halogénures métalliques, qui peuvent produire une lumière proche du spectre naturel de la lumière solaire, y compris la lumière visible, les rayons ultraviolets (UV) et les rayons infrarouges (IR), afin de simuler les conditions réelles du rayonnement solaire. Le principe de base d'un simulateur solaire est d'utiliser des sources de lumière artificielle pour simuler le rayonnement solaire, afin de surmonter les inconvénients du rayonnement solaire qui est affecté par le temps et le climat, et l'incapacité d'ajuster l'irradiation totale. Il est largement utilisé dans des domaines tels que l'automobile, l'aérospatiale, la photovoltaïque et l'agriculture.



Système de contrôle de la température et de l'humidité : Il peut simuler la température et l'humidité dans différentes conditions climatiques, ce qui permet de simuler l'exposition des voitures à différentes saisons et emplacements géographiques



Système de circulation et d'arrosage : Il peut simuler l'érosion par l'eau de pluie et des conditions humides afin d'évaluer l'étanchéité des matériaux et des composants.



Le simulateur solaire est largement utilisé dans les essais de vieillissement des matériaux, les essais de vieillissement de l'intérieur et de l'extérieur des véhicules, les essais de simulation solaire de la gestion thermique des véhicules, les essais de simulation solaire des émissions automobiles, les essais de simulation solaire des vents environnementaux, les essais de simulation solaire des transports ferroviaires, les essais de simulation solaire de l'aérospatiale, les essais des caractéristiques des cellules solaires, l'éclairage spécial, les essais des caractéristiques des matériaux optoélectroniques, la recherche environnementale et d'autres domaines encore.



3 Système de simulation de la lumière solaire à spectre complet


Le système de simulation de la lumière solaire à spectre complet est une chambre d'essai utilisée pour tester les performances de vieillissement des composants automobiles et des véhicules sous exposition à la lumière du soleil. En utilisant un système de simulation de la lumière du soleil, les utilisateurs peuvent évaluer les changements de performance des composants ou du véhicule entier après l'exposition, tels que la forme, la couleur, la brillance, le toucher, la résistance, etc.



Il existe trois principaux types de sources lumineuses pour les simulateurs solaires à spectre complet : les systèmes de simulation solaire à spectre complet, les systèmes de simulation de vieillissement à infrarouge et les systèmes de simulation de lumière ultraviolette accélérée.



Système de simulation solaire à spectre complet : Utilisé comme source de lumière expérimentale, il permet de simuler le rayonnement solaire ;



Simulateur de vieillissement à infrarouge : il utilise principalement l'effet photothermique de la lumière infrarouge ;



Simulateur UV accéléré : utilise principalement l'effet photochimique de la lumière UV.



Les trois aspects de la mesure des indicateurs techniques d'un simulateur solaire à spectre complet sont les suivants :

La distribution spectrale : La cohérence entre la source lumineuse et la lumière solaire réelle peut être classée en classe A, classe B et classe C sur la base de la distribution spectrale.



Uniformité : Les rayons émis par une source de lumière solaire simulée doivent présenter une bonne uniformité, qui peut être classée en classe A, classe B et classe C sur la base de l'uniformité.



Stabilité : En mesurant l'intensité lumineuse d'un simulateur solaire à spectre complet sur une période donnée, on peut le classer en classe A, classe B et classe C en fonction de sa stabilité.



Toutefois, les données relatives au rayonnement solaire total, au rayonnement ultraviolet, au rayonnement infrarouge et à la lumière visible figurant dans le tableau d'enregistrement des données sur les conditions environnementales atmosphériques sont souvent incompatibles avec les données relatives au rayonnement solaire total, au rayonnement ultraviolet, au rayonnement infrarouge et à la lumière visible figurant dans le tableau d'enregistrement des données sur le micro-environnement des composants. En effet, l'angle de réception du rayonnement du capteur de rayonnement qui surveille les conditions environnementales atmosphériques est généralement horizontal ou en latitude, et l'angle de réception principal du rayonnement des composants spécifiques du véhicule n'est pas le même que ces angles, ce qui nécessite l'installation de capteurs de rayonnement supplémentaires pour une surveillance spécialisée.



En résumé, la technologie de simulation du vieillissement au soleil des automobiles est une méthode d'évaluation des performances et de la durabilité des composants automobiles, des matériaux et des véhicules dans le cadre d'une exposition à long terme, en simulant le rayonnement solaire naturel et les conditions météorologiques. Elle aide les constructeurs automobiles à améliorer la conception des produits, la sélection des matériaux et le contrôle de la qualité, en garantissant la performance et la fiabilité des automobiles dans divers environnements naturels.