质子交换膜燃料电池电堆封装设计综述

为了保证质子交换膜燃料电池（PEMFC）电堆的输出性能、密封性、可靠性和使用寿命,需要对电堆的封装力和封装结构进行理论计算和设计优化。通过建立PEMFC电堆的等效刚度力学模型及相关经验公式,研究了膜电极组件（MEA）接触电阻、气体扩散层（GDL）孔隙率、电堆密封性和抗冲击性与电堆封装力之间的关系。针对电堆封装力的有限元仿真,研究了基于等效面积和等效刚度的仿真优化方法。最后,阐述了电堆封装结构设计方法和结构优化方法。结果表明,基于等效刚度力学模型和经验公式,可以在较短的时间内完成电堆封装力的理论计算,提高了开发效率。同时,采用有限元仿真方法,可以较为准确和直观地完成电堆封装力的设计优化。采用拓扑优化和封装力自补偿计算方法,提高了电堆封装结构设计的合理性。     

悬架弹性元件最佳刚度分布的工程设计方法

基于车辆系统动、静力学分析及优化设计原理,提出了一种旨在揭示汽车悬架弹性元件最佳刚度分布的工程设计新方法,可确定满足整车平顺性和操纵稳定性协调设计要求的悬架弹性元件的刚度特性,从而为弹性元件的结构优化设计提供了目标依据,并通过一个工程实例验证了所提方法的有效性。     

空气弹簧联轴器参数对刚度特性影响仿真分析

通过非线性有限元分析软件MSC.MARC建立空气弹簧有限元模型,分别利用REBAR单元和Herrmann单元模拟帘线以及气胎胶囊,通过空腔结构模拟气囊充气过程中内部压力的变化.比较分析了影响空气弹簧径向刚度及轴向刚度的多种因素,包括结构型式(如气囊对数、气囊容积、气囊高度、气囊有效直径)、气囊帘线材质、帘线层数、帘线的角度、橡胶的材料特性以及气囊初始充气压力等,从而对空气弹簧联轴器参数进行了优化.     

含裂纹钢板复合材料修补强度和刚度数值分析

用ANSYS有限元分析软件对复合材料补片修复含边裂纹和中心裂纹钢板的强度和刚度进行了数值分析.引入相对刚度的概念,研究了钻有止裂孔裂纹的长度对损伤钢板相对刚度的影响,分析了损伤钢板刚度复合材料贴片修补效果;引入屈服载荷提高率的概念,分析了损伤钢板强度的修复效果.     

活塞蓄能器式管路阻尼器的理论与试验研究(英文)

It can be beneficial to reduce vibrations in shipboard piping, so the authors designed a new kind of piping damper with a plunger-type accumulator. Special requirements for the piping damper included low impact displacement, low speed, as well as an appropriate locking speed. Inside the damper, a plunger-type accumulator was installed and on the outside of the piston rod, a tube with exposed corrugations was added. Between the piston and the cylinder, a clearance seal was added. Using mathematical modeling, the effects of the dynamic performance of the damper’s impact displacement on vibrations were observed. Changes to the clearance between the piston and the cylinder, the stiffness of the spring in the accumulator, the throttle valve size, and locking speed resistance of the damper were respectively simulated and studied. Based on the results of the simulation, dampers with optimal parameters were developed and tested with different accumulator spring stiffnesses and different throttles. The simulation and experimental results showed that parameters such as seal clearance between piston and cylinder, accumulator spring stiffness and throttle parameters have significant effects on the damper’s impact displacement, low speed resistance and locking speed.     

一种基于五弹簧模型的准零刚度隔振装置特性分析

针对低频隔振需求,提出一种由1根垂向弹簧和4根有预压的水平斜向弹簧组成的五弹簧准零刚度隔振装置。首先,通过静力学分析实现准零刚度的参数条件,建立隔振装置的动力学模型,利用谐波平衡法分析系统的幅频特性,利用跳跃频率和力传递率进行稳定性分析。最后,讨论激励幅值、阻尼比、安装角度对隔振性能的影响。结果表明,五弹簧准零刚度隔振装置拥有较好的低频隔振性能,且其简单的设计构造使其更易工程化,也可为其他类似准零刚度模型提供思路。     

钢纤维混凝土管片结构力学特性研究

为探究钢纤维混凝土管片结构力学性能,对主筋用量不削减、掺入30 kg/m³钢纤维的钢筋钢纤维混凝土管片结构开展极限承载力试验。管片错缝拼装形成试验结构,通过环向24组千斤顶模拟水土作用对结构施加荷载,通过逐步减小腰部荷载模拟侧部卸载工况,直至结构破坏。在卸载工况下,结构每环在0°,90°,180°或270°等弯矩较大位置附近的3处纵缝先后发生混凝土压裂和压碎,最终在0°或180°附近管片钢筋屈服、混凝土压碎,结构形成4个塑性铰破坏。根据试验测试的应变数据对结构内力进行计算,分析钢纤维混凝土对结构刚度和承载力的提升作用。研究结果表明,相比普通混凝土结构,在刚度方面,管片初裂时,钢纤维混凝土管片刚度提升6.91%,当裂缝宽度超过0.2 mm时,钢纤维混凝土管片刚度提升3.45%,提升作用降低的原因是随着荷载增大,钢筋应力逐渐增加,钢筋对管片刚度的作用增大而钢纤维混凝土对刚度作用基本不变;接头混凝土压裂时,钢纤维混凝土接头刚度提升18.7%。在承载方面,钢纤维混凝土管片极限承载力提升6%,接头极限承载力提升3%,整体结构极限承载力提升4.2%。并且,由于钢纤维混凝土对接...     

基于双面弹性地基梁的大直径盾构隧道管片上浮预测方法

基于双面弹性地基梁理论、修正纵向等效连续化模型以及浆液环向充填理论,在考虑上浮力时变性的基础上,进一步综合考虑了盾构施工步叠加效应、浆液压力分布和盾构台车的影响,构建了管片上浮预测模型,讨论了现有研究中浆液未凝固区域等效地层抗力系数的两种计算方式对预测结果的影响。结果表明,提出的双面弹性地基梁修正计算方法能够较好体现周围土层对管片的抗浮作用;浆液未凝固区域的等效地层抗力系数采用盾尾区域和浆液凝固区域的等效地层抗力系数取平均值的方法,计算结果和实测结果更为接近。     

均匀应变能密度法在车身结构刚度设计的应用分析

为避免车身刚度设计出现突变或不连续的情况,本文探究了均匀应变能密度法在车身结构刚度设计的应用.首先,对车身关键区域进行划分,分析不同加载工况下车身结构不同区域的应变能密度,并获取其承载系数;其次,根据承载系数的大小对重点关注区域进行刚度调整;最后,基于均匀应变能密度设计准则进行结构更改,调整刚度,使得整体结构刚度均匀连...     

尾轴架系统强度计算及建模方法

船舶尾轴架系统在设计完成后,需对其结构强度进行计算,使得在船舶航行中不发生破坏。强度计算时为达到更高的精度要求,通常可采用有限元计算方法,在误差较小的情况下,简化计算模型有助于提高计算效率。基于对尾轴与轴毂间连接方式的简化以及模拟尾轴采用单元的不同分别建立了4种模型,在对比不同设计载荷的基础上,选取了载荷及工况进行加载计算。结果表明,有限元计算中,尾轴采用梁单元模拟时,计算出的前尾轴架应力高于采用实体单元模拟,同时在建立模型时需考虑尾轴承刚度的影响以及尾轴与轴毂间的相对滑动。