3003Al-H14薄壁微小通道扁管波形冲压成形尺寸对截面变形的作用规律

薄壁微小通道波形扁管是建设新能源汽车锂电池组恒温系统的绝佳材料,成形尺寸是影响其冲压成形截面变形的关键因素。建立了实验验证的3003Al-H14微小通道薄壁扁管的波形冲压-回弹有限元模型。基于所建模型,研究了截面高度、管坯壁厚、内外面相对弯曲半径缩放系数等成形尺寸,对截面变形率和平均截面变形率的作用规律。研究发现:①横截面上边缘孔的截面变形率通常较大,其余孔的截面变形率相对较小且大小一致;纵截面上孔的截面变形率呈现波峰波谷高、中间段低的分布特点。②扁管的截面变形率随着截面高度增大而增大,当截面高度超过4 mm时,扁管内的筋显著弯折,横截面塌陷严重。③扁管的平均截面变形率随着壁厚增大呈指数函数下降;当壁厚等于0.1 mm时,所有截面都畸变严重,而当壁厚超过0.3 mm时,最大截面畸变率下降至24.71%。④内外面相对弯曲半径的缩放系数越大,则内外面的实际弯曲程度越小,平均截面变形率也越小。研究成果对薄壁微小通道波形扁管的精确成形具有科学意义和工程价值。

3003-H14铝合金微通道扁管波形冲压的摩擦边界条件优化

波形微通道扁管成为新一代热交换系统关键零部件,但是成形过程中截面畸变严重且受摩擦条件影响。本文建立了基于实验验证的3003-H14铝合金微通道薄壁扁管波形冲压成形-回弹有限元模型,模拟分析了动模-管坯摩擦系数μ_(1)和定模-管坯摩擦系数μ_(2)对截面畸变率分布和平均截面畸变率δh的影响。研究发现,筋的出现大大降低了扁管横截面的截面畸变量,但是对边缘孔的约束作用较弱。纵截面的畸变呈现为有规律的高低波动状态。对于横截面畸变,μ_(1)越大,δh越大;δh随着μ_(2)的增大,先减小后增大。在降低扁管整体的横截面畸变率时,应该考虑摩擦对之间的配合影响。对于纵截面畸变,μ_(1)和μ_(2)越大,δh越大。动、定模与管坯之间的润滑条件越好,越有利于降低纵截面畸变。μ_(1)=0.02、μ_(2)=0.02和μ_(1)=0.02、μ_(2)=0.17均为微通道扁管的最佳摩擦工艺条件。本研究能够为波形微通道薄壁扁管的精确成形提供借鉴。

基于界面膜清洗的废旧锂离子电池石墨负极的再生修复

石墨因其良好的导电性、适合锂脱嵌的层状结构和良好的循环稳定性,成为目前商品化锂离子电池最主要的负极材料。随着越来越多的锂离子电池、特别是动力电池进入退役期,石墨负极材料的回收处理与循环再利用引起学术界和产业界的高度重视。本文对废旧锂离子电池拆解、极片分离和清洗进行研究,对拆解得到的石墨负极进行结构分析发现:锂离子电池经长时间循环后负极表面生成厚的固体电解质界面(SEI)层,增厚的SEI层增加了电池阻抗,同时降低了石墨负极表面的润湿性。将得到的废旧石墨负极浸泡在硝酸乙醇溶液中以清洗除去表面厚的SEI层和金属杂质从而恢复其电化学性能,同时保持了电极的原始初始形貌。最后,通过电化学测试发现,修复后的石墨负极在50 mA·g^(−1)电流密度循环60圈无容量损失,而以磷酸铁锂作正极组装全电池在0.5 C下循环100圈容量保持率达到92%。对比已报道的废旧石墨回收方法,此法过程简单,无需将石墨从铜箔表面剥离,解决了现有回收方法存在的共性问题即回收工艺复杂,而且界面洗后石墨的电化学性能得到了显著提升,为废旧石墨负极回收提供了新的思路。

加筋板封闭矩形声腔的声振耦合特性研究

基于模态叠加法和声振耦合理论建立了加筋板结构与矩形声场间的耦合模型,推导了反映加筋板结构与矩形声场模态间耦合强度的传递因子公式,研究了加筋板结构与矩形声场模态间耦合特性,以及点力到筋的距离对耦合系统响应的影响。结果表明:加筋后板结构与矩形声场模态间耦合选择性除了在与筋平行的轴向不会改变外,在其他轴向的耦合选择性则会改变;加筋会改变模态间耦合强度,但由于加筋导致耦合选择性改变而新增加的耦合强度较小;此外,由于加筋导致的板振动能量和矩形声场声势能的衰减程度与点力到筋间的距离密切相关,当点力直接作用在筋上或者点力到筋的距离小于板的1/4弯曲波长时,振动能量和声势能在较广的频段都能出现衰减现象,反之则不会出现衰减现象。