摘要：静电电容器是能够储存电荷的元件,由两端的极板和中间的电介质材料组成,其能够储存的能量密度取决于电介质材料的介电性能。聚合物电介质材料由于超高的击穿强度、易加工且成本低廉已经被广泛应用,但较低的介电常数限制了其能量密度的提升。向传统的单层聚合物薄膜中引入高介电常数的纳米填料能够实现介电常数的提升,但会显著降低聚合物的耐压性能。近几年来,利用共挤出薄膜技术和静电纺丝等方法将聚合物薄膜加工成多层薄膜的工作取得了较大的进展,多层薄膜可以一定程度上解决复合薄膜介电常数和击穿场强的倒置关系的矛盾。基于相场模拟的结果证明了多层薄膜的优异性能,其在维持聚合物本身的高耐压性能的同时,还实现了介电常数的提升,改善了聚合物薄膜的可释放能量密度,相比于商用双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜,多层薄膜的能量密度提升了200%甚至更高。本文总结了近几年通过设计多层结构提高复合电介质能量密度的研究进展,并重点探讨了复合材料中层间界面的结构设计及其对阻碍载流子传输的积极作用。

摘要：应力系数是欧标EN 15085-3中定义的一个重要参数。为了获得可靠的应力系数计算结果,根据EN 13749提供的疲劳载荷工况,分别基于Goodman-Smith疲劳极限线图和主S-N曲线法计算了典型构架中关键接头的应力系数,并进行了对比分析。针对疲劳极限方法,以管接头为例,对比根据不同应力提取方法的结果,从焊趾位置应力计算结果可知,使用插值线性方法进行应力评估相对保守;针对主S-N曲线法,推导了利用累积损伤进行应力系数等效计算的公式。实际构架焊接接头的应力系数计算结果表明,由于静力工况和动态工况的应力系数计算方法和抗疲劳设计使用的基础数据有所不同,结构中同一焊缝的应力系数最大值和最大值出现的位置均可能存在较大差异。因此,在应用标准EN 15085-3时,应力系数的计算应当同时参考2种工况的计算结果,更合理确定焊缝的质量等级和检查等级。另外,基于S-N曲线方法进行应力系数计算还需要考虑多工况的疲劳损伤贡献,并反映载荷循环次数变化、焊趾改善效应等因素的影响,这样才能使其计算结果更为可靠,应用更为灵活。

摘要：IEC 61373标准规定轨道车辆安装设备应当进行模拟长寿命随机振动条件的疲劳评估。为了克服名义应力方法在确定接头疲劳等级时具有较强的人为随意性的缺点,文章首次将主S-N曲线与Steinberg三区间法相结合,对时速350 km标准动车组牵引变流器冷却单元支架结构的关键焊接接头进行了随机振动疲劳数值分析。计算结果表明,冷却单元支架的最大疲劳损伤为0.863,位于立柱与小横梁之间的焊接接头,疲劳强度满足要求。通过分析多条典型焊缝发现,焊缝疲劳损伤主要由单一方向的振动工况主导,并且低频模态的贡献较大。文章提出的评估流程充分利用了上述2种方法的优点,可以对焊接接头进行可靠的疲劳评估,可为结构设计方案的确认提供理论依据。