基于表面层的微细薄板弯曲回弹预测建模与实验研究

基于微/介观材料尺度效应表面层模型,对薄板表面层材料和内部材料分层处理,在纯弯矩弯曲模型基础上,考虑受到表面层晶粒影响的材料本构尺度效应并引入薄板回弹计算,分别对表面层和内部材料进行分析求得弯曲弯矩,从而建立了考虑尺度效应的微细薄板弯曲回弹预测模型。为了讨论模型的准确性,对不同晶粒、不同介观尺度的纯铜薄板开展了弯曲回弹的实验研究,实验结果表明,对于同一厚度的试样,薄板弯曲回弹角随着试样晶粒尺寸的增大而减小,对于不同厚度而晶粒尺寸相近的试样,回弹角随着试样厚度的增大而减小。分别利用传统回弹模型和考虑尺度效应的预测模型计算了弯曲回弹角,与实验结果对比发现,本文建立的模型能更准确地预测介观条件下微细薄板弯曲回弹现象。     

微细辊对平板辊压成形工艺建模与尺度效应分析

带有功能性表面微细结构特征的金属构件在诸多领域得到越来越多的应用。当微细特征的尺寸小于1 mm时,成形模具的模腔几何尺寸和材料的晶粒尺寸决定着金属材料的流动行为,微特征的成形质量受到尺度效应的严重影响。传统的工艺设计方法难以有效指导微细成形工艺参数的设计。研究一种高效的金属构件表面微细结构加工方法——微细辊对平板(Roll-to-plate,R2P)辊压成形工艺。针对不同晶粒尺度的铜试样,研究晶粒尺度对材料力学性能的影响规律;构建R2P微细辊压成形工艺仿真模型,分析辊压模腔尺寸、材料晶粒尺寸等工艺参数对微特征成形质量的影响规律;基于自主开发的R2P微细辊压成形原型系统,进行辊压成形试验研究,验证仿真预测模型的有效性。研究结果显示,在模腔几何尺寸中,模槽宽度对材料的流动行为有着显著地影响。而且,不同的晶粒尺寸也显著影响着微特征的形成过程。     

无极板式质子交换膜燃料电池结构设计与制造工艺研究

正质子交换膜燃料电池(PEMFC)不经过燃烧而直接将氢气中的化学能转变为电能,具有清洁、高效和能源可再生性等优点,是理想的能源转换装置,在交通工具、电子产品和国防产品等方面具有广泛的应用前景,已经成为国内外学术界和工业界的研究热点。目前的研究主要集中在传统的板框式电池结构上,在各关键组件开发、电堆装配、系统控制等方面取得了长足的发展。然而,板框式结构的石墨极板制造成本较高,同时膜电极组件(MEA)的利用率较低、极板厚度较大,导致电池的功率     

铬掺杂的金属极板氮化钛膜层制备及性能

燃料电池金属极板迫切需要提高导电性和耐腐蚀性。本文运用非平衡磁控溅射离子镀(CFUBMSIP)工艺对316L不锈钢双极板进行表面改性。以氮化钛为基础膜系,掺入铬元素制备钛铬氮膜;通过SEM、XRD和XPS等分析方法揭示铬元素掺杂对氮化钛物相和成分影响规律;最后对铬钛氮膜导电性和耐腐蚀性能开展实验研究。研究表明,当钛铬比例为3:1时所得钛铬氮膜具有最优性能。     

浮钳盘式制动器制动块有限元分析及结构优化

应用运用MSC Marc对制动块进行接触分析,得到其应力分布云图和接触状态云图,在此基础上进行结构优化,使之受力分散、接触均匀.