基于应力分析Ni-Fe合金支撑固体氧化物燃料电池的结构稳定性研究

本文以NiO和Fe2O3为原料,应用流延、丝网印刷、高温共烧结和原位还原的工艺制备多孔金属支撑固体氧化物燃料电池(MS-SOFC)。系统研究了支撑体中Fe含量对MS-SOFC的残余应力、抗弯断裂强度和电化学稳定性的影响。结果表明,在NiO中加入10at%Fe2O3,使得支撑体致密化开始温度提高到937℃,残余应力和变形翘曲度分别低至70MPa和0.15mm;电池还原之后,Ni0.9Fe0.1支撑SOFC骨架表面孔隙率为40.22%,抗弯断裂强度达到最大值62.34MPa;电化学测试过程中,Ni0.9Fe0.1支撑SOFC在650℃下,以H2为燃料,在400mA·cm^–2电流密度下可以稳定运行60h,主要因为电池具有较高的抗弯断裂强度,能够抵抗运行过程中的热应力。该研究工作为MS-SOFC结构设计和性能稳定性优化提供重要的理论依据。

基于热应力分析的固体氧化物燃料电池阳极功能层优化设计

为了降低固体氧化物燃料电池在制备和工作过程中产生的热应力,提高电池的电化学性能,在电池中引入功能梯度层可以有效减小电池各层之间材料参数的差异,从而缓解各层之间的热失配应力。本研究将阳极功能层引入燃料电池中,通过阳极功能层子层数目和非线性梯度成分指数n控制各子层材料属性的变化情况,研究了燃料电池在800℃下的热应力分布。结果表明:选取适当的指数n和阳极功能层的分层数目可以明显降低阳极层的最大拉应力和电解质层的最大压应力。

薄壁正弦波纹管在轴向载荷作用下的理论研究

研究了薄壁正弦波纹管在轴向载荷作用下的力学行为。通过引入偏心因子和振幅因子并考虑材料的应变强化效应,根据能量守恒理论和塑性铰理论建立正弦波纹管的塑性屈曲理论模型,得到了压溃过程中的塑性弯曲耗散能、拉伸耗散能、压溃力的理论表达式。分析结果表明:理论分析与试验结果和数值模拟结果相吻合;平均压溃力与有效压缩距离因子和振幅因子有关;正则化压溃力随着波纹管的波长、振幅的增加而减小,但是随着振幅因子的增加而增加。

基于学习驱动力的学生逻辑思维能力培养实践——以动力学基础课程为例

该文结合对动力学基础课程教学的思考与经验总结,提出了基于学习驱动力的学生逻辑思维能力培养的动力学基础课程改革方案:通过动力学问题导向式教学,培养学生的问题意识,激发学生的独立思考能力;通过互动教学,锻炼学生的参与能力,提升学生的批判性思维能力;通过翻转课堂式教学,让学生理解知识和经验的本质;通过小组讨论式教学和创设典型情境,培养学生的团队合作精神;通过多元开放式考核和问题导向评价,优化学生的考核模式;通过改革动力学基础课程教学模式,高校可以培养出符合行业和社会发展需求的创新型人才。