高速永磁电机转子强度分析与护套设计

提出一种基于二维应力解析模型的高速永磁电机转子护套最小厚度设计方法。建立转子二维应力场计算的解析模型,能够考虑各向异性材料在预应力、离心力、热应力共同作用下的应力结果。由于无法实测高速转子内部的应力,通过有限元分析对应力解析模型进行验证。分析确定了采用3种常用护套材料转子的应力极限工况,提出适用于单极限工况和多极限工况转子护套最小厚度及其对应过盈量的计算方法,并指出所适用的护套类型。针对某些永磁体热态抗拉强度不足的情况,该文通过替换边界条件对永磁体应力进行约束,得到了安全的护套方案。该方法计算速度快、准确性高、灵活性强,可应用于高速永磁电机的多场综合设计。     

质子交换膜燃料电池冷启动的数值模拟

冷启动是质子交换膜燃料电池（PEMFC）商业化所面临的挑战之一，在PEMFC冷启动实验中，通过中子成像技术已经观测到电池内部存在过冷水，因此本文模型重点考虑过冷水对电池冷启动性能的影响。通过引入结冰概率函数对过冷水结冰过程的随机性进行描述，从而建立了PEMFC冷启动的三维、瞬态和多相流动数学模型。基于该模型，研究电池阴极催化层中离子聚合物的体积分数和质子交换膜的厚度对电池冷启动性能的影响。研究结果表明，增加阴极催化层中离子聚合物的体积分数，可有效促进阴极催化层中的反应生成水向质子交换膜中进行扩散，从而充分利用膜内的储水空间；减少质子交换膜的厚度，能促进质子交换膜中的离聚物水向阳极催化层扩散，在大电流密度工况下可有效缓解阳极的“膜干”现象。     

内置式永磁电机转子硅钢片叠装错位对气隙磁场的影响

内置式永磁电机的永磁体与转子硅钢片采用间隙配合,硅钢片在叠装成铁心时往往会出现细微错位.该文运用磁路法与三维有限元法进行分析计算,表明虽然间隙配合会减小气隙磁通密度,但是叠装错位反而可以弥补磁通密度损失.     

纳米TiC复合铝空气电池阳极组织与电化学性能

针对铝空气电池金属阳极在碱性电解液中由于自腐蚀严重和钝化导致电化学性能无法提升的问题，通过引入TiC纳米粒子来细化铝阳极晶粒，提高晶界的数量，抑制自腐蚀反应，增加其电化学活性。实验利用Mg元素改善TiC与铝基体的润湿性，并通过真空感应熔炼炉制备了0.3%(质量分数)纳米TiC的铝阳极。结果表明：与纯Al和Al-Mg对比，Al-Mg-TiC晶粒平均尺寸从1.966 4 mm降低到0.532 6 mm，自腐蚀得到明显抑制，各项电化学性能包括工作电压和阳极利用率均有所提高，放电位点数量增加并且分布更加均匀。