摘要：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。

摘要：研究了结构陶瓷材料的统计分布规律。首先通过实验测试了两种 Al2 O3陶瓷光滑试件和不同缺口半径试件的断裂强度 ;对实验数据用正态分布和 Weibull分布分别进行了分析 ,发现对于缺口件 ,用正态分布描述其断裂强度分散性要比 Weibull分布好一些。这也说明在对陶瓷材料结构件进行设计时 。

摘要：较全面地总结了高塑性材料、低塑性材料和脆性材料拉伸切口强度的最新研究结果 ,给出了各类材料切口强度的估算公式 ;公式考虑了材料的拉伸性能、应力集中和切口根部的应力状态 ,以及加载条件等。定义了切口敏感度因子 Kb N,用以定量地表示材料的切口敏感性 ,给出了 Kb N 的计算公式。切口强度和切口敏感度因子的估算公式均用实验作出检验。论述了切口敏感度因子和切口强度的估算公式在结构的强度设计时选用材料。

摘要：纳米线电极在充/放电过程中引起电极的屈曲失稳行为可能会对结构造成力学损伤.本文针对纳米线电极结构,建立了包含锂扩散、应力、浓度影响弹性模量的多场耦合理论模型.基于构建的模型,研究了表面效应对纳米线电极屈曲失稳的影响.结果表明表面效应能够提高纳米线电极的抗屈曲性,延迟纳米线电极的临界屈曲时间.同时,表面效应的影响表现出半径尺寸和长细比的依赖性,即随着电极半径尺寸的增大而减小,而随着电极长细比的增大而增大.此外,模型还显示,在有表面效应的条件下,相对于弹性硬化属性的纳米线电极,具有弹性软化属性的电极因为具有更好的抗失稳性而更适宜作为电极材料.研究结果为纳米线电极的力学可靠性设计提供了一定的帮助.

摘要：连续梯度的电极由于其相对于多层梯度电极能更加有效地缓解电极和电解质的热失配及改善界面黏接而受到特别的关注.本文通过建立含连续梯度的阳极功能层的阳极支撑固体氧化物燃料电池的力学模型,研究了连续梯度的阳极功能层对阳极支撑固体氧化物燃料电池半电池在初始还原过程中曲率及残余应力的影响.结果表明电池的曲率在初始还原过程中随还原程度的增大而逐渐增大.连续梯度的阳极功能层的引入不能同时改善电池的曲率和残余应力,即连续梯度的阳极功能层在缓解应力的同时会导致曲率的增大,反之亦然.含有连续梯度的阳极功能层的电池在部分还原状态下,梯度层/阳极支撑界面处具有最大的拉应力容易导致电池受损,实际中应保证电池被完全还原.

摘要：为了从微纳米尺度研究管线钢的断裂方式,通过透射电镜原位拉伸方法,从焊缝区和热影响区直接取样,直观测试了X80管线钢在晶粒尺度范围的裂纹生长、扩展等断裂过程和机理.研究表明:在原位拉伸过程中,晶内发射的螺型位错与刃型位错速率之比约为4∶1;晶界裂纹为不连续扩展,而裂纹在晶内沿其DFZ的方向萌生扩展,其扩展是连续的.在加载过程中,裂纹会越过晶界扩展,当裂纹越过大角度晶界时,裂纹扩展方向改变约为30°,扩展方式也会有所变化;当裂纹越过小角度晶界时,裂纹扩展方向不变,扩展方式也不变.

摘要：针对锂离子电池双层电极结构,建立了综合考虑锂扩散、应力、浓度影响的材料属性及集流体弹塑性变形的理论模型.基于所建立的模型,主要研究了在充电过程中集流体可能发生的塑性变形对电极中锂扩散及应力的影响.数值结果表明集流体的塑性变形会减弱其对活性层的约束,这不仅使得集流体和活性层中的应力得到明显缓解,而且还促进了锂在活性层中的扩散,提高了活性层的有效容量.与此同时,研究了集流体的屈服强度和塑性模量这两个参数的影响,结果表明,较小的屈服强度和较小的塑性模量能进一步弱化约束,松弛电极活性层中的应力,并增加其有效充电容量.研究结果为分层电极的结构设计和性能优化提供了一定的参考.

摘要：为了高效、准确估算飞机典型结构件的疲劳扩展寿命,基于通用有限元分析软件ABAQUS的扩展有限元功能计算应力强度因子,采用NASGRO方程计算疲劳裂纹扩展速率。为了避免大量重复提交运算的繁琐过程,应用PYTHON语言开发了在ABAQUS疲劳裂纹扩展分析中反复调用扩展有限元结果和NASGRO方程的子程序,在指定的疲劳裂纹扩展路径上实现了对飞机连接件疲劳裂纹扩展速率与寿命的计算。结果表明,模拟的疲劳裂纹稳定扩展阶段的寿命曲线与实验结果吻合较好,疲劳寿命误差约为10%。

摘要：低温分离器是管道输出的一个重要装置,由于在低温下工作,研究结构的安全问题非常重要。针对有防腐蚀内衬低温分离器在使用过程中的破坏失效问题,通过有限元计算低温分离器的应力分布,得到最大应力发生在封头与孔口处。由于温度应力的影响,有内衬低温分离器比无内衬最大应力要高。并以此最大应力作为参照力,通过弹塑性断裂力学理论给出低温分离器的破坏机理。

摘要：为了研究固体氧化物燃料电池的氧化还原反应的热流场分布情况,建立了氧化还原反应的热流场环境.设计了连接管式高温炉的气体通路,研究了固体氧化物燃料电池在氧化还原反应中热流场的控制方式,分析了氧化还原反应热流场计算条件,并使用数值模拟工具进行计算与模拟.实验结果表明：氧化还原反应热流场的温度分布可以分为293 K、324.111 K、355.222K、386.333K、417.444K、448.556K、479.667K、510.778K、541.889K和573K等9个温度场分布等值区域,X坐标方向速度场分布范围为-0.200 261-0.177 592,Y坐标方向速度场分布范围为-0.275 204-0.260 32,及速度矢量范围为0-0.284 156,有助于显现氧化还原气体分布状况和氧化还原反应渐变过程.