锂离子电池材料准静态压缩本构模型

锂离子电池储能系统在长循环过程中,电芯受力波动上升,这会影响电芯寿命及系统可靠性。数值模拟方法是预测电芯受力状态的有效方法,建立符合电芯力学特性的本构模型,并应用于数值模拟模型当中,可较准确地预测电芯受力状态,为工程设计提供参考。通过对电芯进行单轴压缩试验测试发现,电芯在加载过程中,表现有明显的非线性塑性行为;在卸载过程中,又表现有明显的非线性弹性行为,无法使用单一本构模型,对其加卸载力学响应行为进行表征。本工作使用两种类型的本构模型对电芯进行耦合建模,采用PE(porous elasticity)本构模型表征电芯的非线性弹性行为,采用CFP(crushable foam plasticity)本构模型表征电芯的非线性塑性及应变硬化行为。使用上述两种本构模型,对测试应力-应变数据进行材料参数反演,并将电芯视为层叠复合材料,分层交替赋予上述本构模型及材料参数,对电芯数值建模。针对电芯的单轴压缩试验测试工况,建立了仿真模型并数值求解,对比数值模拟结果与实际测试结果的应力-应变曲线数据,结果证明该建模方法可较准确表征电芯在加卸载过程中的力学行为,且吻合程度可满足工程仿真应用需求。

功率型锂离子电池电极力学特性研究

以功率型18650锂离子电池的电极为研究对象,借助拉伸测试方法,探究了不同应变率与荷电状态(state of charge,SOC)对电极力学行为的影响,并基于此建立了相应的电极力学本构模型。结果表明:电极均呈各向异性,且具有较强的应变率效应。正极的力学性能不会随SOC的变化而改变,软碳负极因在不同嵌锂深度下微观形变较小,未发生力学行为的变化,而石墨负极却因不同嵌锂深度下的膨胀而引起不同的力学现象。研究结果可为功率型锂离子电池的结构设计和安全防护提供参考。

日光温室土壤盐分积累及离子组成变化的研究

本文研究了当地日光温室(冬暖式大棚)土壤盐分积累、酸碱度及盐分离子组成的变化。揭示了石灰性土壤地区温室土壤盐分积累、离子组成及酸碱度变化规律。

辽宁设施栽培土壤盐分累积变化规律研究

对辽宁省主要设施栽培地区土壤盐分累积变化规律的调查研究结果表明:(1)设施栽培土壤盐分含量和电导率较露地土壤有明显增加,且变化幅度较大,是露地的2.0～6.0倍.沈阳、北宁两地设施土壤的盐分含量分别为1 347.48 mg/kg(CV=59.3%),1 274.25 mg/kg(CV=40.5%).(2)设施土壤连续种植到4年左右为盐分累积的高峰期,此时土壤的平均含盐量为1 861.28 mg/kg,EC值为0.53 mS/cm,已超过所种作物的生育障碍临界点(EC>0.5 mS/cm).此后,盐分含量因设施使用率的降低及采取的相关措施而有一定程度的降低.(3)设施土壤各盐分离子的含量均较露地土壤大大增加,盐分的累积以NO 3- 、SO 42-和Ca2+的相对富集为主要特征.(4)盐分在设施土壤中的运移同时存在着向下迁移和向表层聚集两种方式,且以表聚为主.各盐分离子的含量随土层深度的增加而降低,NO 3-、Cl-、Ca2+、Na+的累积迁移量较大,在0～100 cm各土层内的含量都高于对应露地层次,其中,硝酸盐的大量累积和向下迁移势必对环境造成不利影响.

上海市近16年湿沉降化学特征分析

对上海市1992-2007年湿沉降监测结果进行研究,16年来,上海市湿沉降主要呈现以下特征:pH总体呈现下降趋势,酸雨频率呈现上升趋势;2002年起升幅很大;硫酸根离子和钙离子浓度总体呈下降趋势,2003年后,各离子浓度都有一定程度下降;钙离子在总阳离子中的比例总体上明显下降,铵离子与总阳离子的百分比总体上呈上升趋势;硫酸根离子在总阴离子中的比例有所下降,硝酸根离子与总阴离子的百分比则一直呈上升趋势;硫酸根与硝酸根年均值的比值总体上呈明显的下降趋势,表明硫酸型在逐渐减弱;钙离子与铵离子的比值总体上也呈明显的下降趋势。

混凝土化学-力学耦合作用的非局部损伤模型

提出了混凝土化学损伤和力学损伤的耦合模型.用损伤变量表示的本构关系模拟混凝土力学性能.分析了化学侵蚀下混凝土损伤发展过程.研究表明,应力软化造成混凝土局部损伤是结构失效的根源.局部化学损伤出现的时候,平衡微分方程不能满足.为了解决这个问题,采用了非局部损伤模型.试验和有限元计算结果表明,混凝土化学-力学耦合作用的非局部损伤模型能够较好地描述受化学侵蚀与荷载共同作用的损伤状态.

高校实施《学生体质健康标准》中若干问题的思考

通过对全国 2 6所高校《学生体育健康标准》的实施工作进行调查访问 ,并通过数理统计分析 ,认为为了更好地实施《学生体质健康标准》 ,要从 3个大的方面入手 ,一是软件 ;二是硬件 ;三是协调能力。并系统阐述了这 3个方面要求及具体做法 ,以便于为今年新学期在全国高校全面铺开的《学生体质健康标准》

全珊瑚海水混凝土及其梁柱构件的力学性能与耐久性

研究了高强全珊瑚海水混凝土(CASC)的制备技术、基本力学性能、氯离子扩散与钢筋锈蚀行为,以及钢筋-CASC梁柱构件的力学性能,并进行了其服役寿命的可靠度分析.结果表明:CASC的立方体抗压强度最高可达C80混凝土强度等级;CASC具有高初始氯离子含量、高表面自由氯离子含量和高表观氯离子扩散系数的“三高”氯离子扩散特征.提出了描述CASC受压应力应变关系的两段式方程;为降低钢筋的锈蚀风险,建议在CASC结构中采用有机新涂层钢筋且混凝土保护层厚度至少为5.5 cm,混凝土强度选用C50及以上等级.另外为了综合考虑钢筋锈蚀和涂层钢筋滑移的影响,建立了钢筋-CASC梁柱构件的承载力计算模型,并且确定了满足50~100 a服役寿命要求的CASC结构的耐久性设计参数.

氯盐侵蚀下桥梁地震易损性研究进展

氯盐侵蚀引起的钢筋锈蚀和混凝土保护层开裂,会导致结构在地震作用下的抗震性能劣化.综述了国内外桥梁结构地震易损性分析的研究进展,从氯离子的侵蚀过程、钢筋和混凝土的力学性能劣化、钢筋与混凝土之间的黏结性能弱化三方面进行了归纳总结,揭示考虑氯离子侵蚀的桥梁地震易损性分析,除进行传统的地震概率需求和能力分析外,需着重考虑氯离子的侵蚀效应对结构抗震性能的影响.并针对当前研究中存在的问题提出了一些建议.指出现有研究基于氯离子侵蚀得到的钢筋锈蚀速率模型、黏结本构模型尚不统一,很有必要开展更深的研究;自然环境下的氯盐侵蚀更倾向于坑蚀,非均匀锈蚀下的桥梁地震易损性分析有待进一步开展。

湘西土家族学生1985—2000年体质状况的动态分析

利用湘西 1 985年和 2 0 0 0年学生体质健康调研所获得的数据 ,对湘西土家族学生的体质状况作 1 5年的动态观察、对比和分析。结果显示 :1 5年间 ,湘西土家族学生的生长发育水平有一定幅度的提高 ,其中男生提高幅度大于女生 ,发育速度均未步入快速增长阶段 ,单细、瘦弱的体型得到改善 ,体型朝匀称方面发展 ;肺活量平均值男女学生均出现不同程度的下降 ,其中女生下降幅度大于男生 ;身体素质发展水平男女学生多数出现下降 。

基于Mohr-Coulomb的强盐沼泽区桩基承载特性探讨

为了探究强盐沼泽区桥梁桩基的极限承载特性,采用桩基混凝土试件现场试验以及室内实验测得了桩基混凝土水养强度以及腐蚀强度,采用能谱仪(EDS)分析以及元素分析测得了桩基混凝土内部氯离子含量,采用室内电镜试验测得了桩基混凝土内部氯离子对流深度。将腐蚀性盐离子环境中的桩基混凝土试件划分为剥蚀区、腐蚀区和未蚀区,运用公式计算的方法得到现场暴露1 a桩基混凝土的腐蚀厚度与腐蚀后强度的关系。通过桩基混凝土强度与黏聚力c、内摩擦角φ之间的转换,建立了基于Mohr-Coulomb的强盐沼泽区桥梁桩基弹塑性本构模型,对强盐沼泽区桩基极限承载特性进行分析。结果表明:随着蚀径比的增大,单桩横轴向极限承载力逐渐降低,但降幅逐渐变缓;桩长增加对单桩横轴向极限承载力提升较小;随着蚀径比的增大,单桩竖向极限承载力逐渐降低,但降幅逐渐变缓;桩长不变,相同腐蚀厚度变化范围内,大直径单桩竖向极限承载力降幅大于小直径单桩竖向极限承载力降幅。

非洲菊设施栽培土壤盐分的累积

对上海市奉贤区非洲菊栽培现状进行野外调查和取样分析,研究了设施栽培条件下土壤盐分的累积及离子组成变化特点。结果表明:设施栽培条件下,土壤出现酸化和次生盐渍化趋势,土壤的酸化主要和NO3-的累积有关;除HCO3-、K+外,Cl-、SO42-、NO3-、Na+、Mg2+、Ca2+均有不同程度的累积,且这6种离子间的相关性较好;土壤中盐分阴离子以NO3-为主,阳离子以Ca2+为主,对全盐量与各种离子进行逐步回归,得到模型为:ρ(全盐量)=0.291+5.295ρ(Ca2+)+2.177ρ(NO3-),且差异极显著。

42CrMo钢离子氮化——沉淀强化组织结构的研究

研究了42CrMo钢离子氮化—沉淀强化的组织结构,结果表明,离子氮化层的组成为ε、r＇a_N、Fe_3C和少量Cr_2N、Mo_2N、CrMoN_x及a";经时效处理后,ε相和a_N相弥散析出Cr_2N、Mo_2N和a" 。325℃时效,CrMoN_x消失;500℃时效,Mo_2N大大减少。a"、Cr_2N和Mo_2N弥散共格析出,必将使氮化层强化。

碳化钨-钴合金表面钽离子注入的研究

在真空和通入氮气两种气氛下,通过MEVVA(金属蒸汽真空弧)源离子注入,在WC–Co合金(YG8)表面制备了钽涂层.分别利用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)和电化学极化曲线测量技术对其表面形貌、相结构和耐蚀性进行了表征.结果发现:钽离子注入"修复"了基体表面的缺陷,使其变得平整光滑.在氮气气氛下进行离子注入,除了生成Ta2O5、Ta1.1O1.05和一些碳化物外,还有TaN0.43和W3N4两种氮化物新相.钽离子注入后,YG8合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀速率大幅降低,但随着钽离子注入剂量增大,耐蚀性下降.相比于真空注入环境,氮气氛围下Ta离子注入所得涂层的耐蚀性更好.

铂表面对溶液中离子的特殊响应的机理研究

本文对经适当处理的Pt表面的电位对溶液中阳离子浓度的突变随时间呈峰形变化的机理进行了讨论。

海洋环境下钢筋混凝土柱抗震性能数值模拟

针对海洋环境中钢筋混凝土构件抗震性能的退化问题,首先,根据硫酸根离子和氯离子在混凝土中的扩散特征,建立了二者在混凝土中的耦合传输模型;其次,结合侵蚀环境下混凝土的退化规律和钢筋的锈蚀特征,建立了侵蚀环境下混凝土损伤本构模型及钢筋锈蚀模型;最后,在Abaqus软件中建立了考虑侵蚀作用的混凝土单柱模型,并研究其不同服役时间下的抗震性能变化规律。结果表明:整个服役周期内,柱的受压、受弯承载力逐渐下降,抗侧刚度减弱,延性、滞回耗能能力先提高后降低;侵蚀初期阶段,高轴向力作用下,柱抗弯承载力也大大提高,侵蚀后期阶段,高轴向力作用下,混凝土柱的抗弯承载力、延性、滞回耗能能力反而明显降低。

锂离子电池切分机构仿真与试验研究

与传统的整体破碎工艺相比而言,锂离子电池机械化拆解工艺可以在预处理阶段实现电芯和其他部分的分离,降低化学萃取成本,提高贵重金属元素的回收效率,具有重要的研究意义。为此设计了一种可以适应不同型号锂离子电池的切分机构,并提出了将可视为复杂装配下的复合材料的锂离子电池材料模型替代成简单均质的Johnson-Cook本构材料模型的等效替代理论,并通过理论计算、Abaqus仿真以及试验研究的方法进行分析,结果表明:所设计的切分机构能够完成锂离子电池的切分,切口和变形情况均满足要求,提出的等效替代理论可以满足切分试验的要求,并得到参数修正后的本构模型方程用于指导切分仿真计算。

离子型稀土矿体的剪胀特性及其弹塑性本构模型的构建

通过塑性功增量分析离子型稀土矿体的剪胀特性,并在修正剑桥模型剪胀方程的基础上,提出离子型稀土矿体的剪胀方程,从而构建出适用于离子型稀土矿体的弹塑性本构模型。结果表明:1)所构建新的剪胀方程能够较好地描述离子型稀土矿体的剪胀比和其应力比之间的关系;2)确定了模型在一般应力状态下的弹塑性刚度矩阵,证明其对离子型稀土矿体的室内三轴CD试验结果具有较好的拟合效果,并进一步通过室内等p三轴试验和减p三轴试验验证了模型的有效性。

地下室兼车库整体无缝设计与施工控制

为确保某地下室车库兼人防工程工期目标的实现,施工采取了赶工措施,即采用无缝设计施工方法,重点论述了设计方案及施工控制的要求,并探讨了赶工措施的技术优势,从而确保了施工质量达到设计构造要求。

东北地区滨海环境下的桥梁耐久性设计

简要分析了冻融机理和滨海环境下桥梁结构腐蚀的原因,并从材料、外加剂、结构型式、构造措施及施工等方面提出保证桥梁耐久性方面的技术措施。