摘要：锂离子电池中的电极总是处于特定的约束当中,这些约束既包括电池内部不可避免的被动结构约束,又包括一些新兴技术应用场景可能赋予的外部主动约束.本文主要利用化学-力学双向耦合的基本假设建立描述双层电极结构的理论模型,考虑4种不同强弱的理想化变形约束作为其边界条件,并通过数值求解研究在充电过程中这些外部约束对双层电极中Li扩散和应力的影响.从力学的角度,所研究的双层电极结构存在侧向伸缩和弯曲变形两个自由度,弱化的约束条件能够部分或完全激活这些应力释放机制,从而降低电极结构整体的应力水平,并提升结构的力学稳定性.然而,从电化学的角度,电极结构的正向弯曲变形所产生的应力梯度会阻碍嵌Li过程,强化的约束能够部分或完全抑制电极的正向弯曲,使活性层内Li浓度更加均匀,从而提高活性层的容量利用率.这些结果不仅为进一步理解双层电极在更加真实或极端服役条件下的化学-力学响应提供理论参考,还从设计的角度表明折中的外部约束有利于平衡电极的结构耐久性和电化学性能.

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：对于一类非自治的非线性振动系统,设计了控制方法并建立了相应的派生系统,使得派生系统能与原系统达到同步.利用Lyapunov稳定性理论证明了两个系统在一定条件下可以达到同步,给出了耦合参数的选择条件.对于含参数激励与强迫激励的Mathieu方程以及拟周期激励的Duffing方程进行了实际的仿真计算,证明了派生系统可以与原系统的拟周期、混沌运动快速实现同步.

摘要：提出一种基于z流面的径流式叶片中弧线造型设计方法。在子午流面中,定义径流式叶型中弧线径向半径沿轴向的变化规律;在z流面中,结合进出口的气流参数,定义叶型中弧线周向角沿轴向的变化规律;组合生成叶型的中弧线。利用Bézier曲线描述中弧线的子午型线和z流面型线,在升级算法和曲率优化的基础上保证了连接处的曲率连续。沿中弧线法线方向依据一定的厚度分布规律生成径流式叶型,并实现了含大小叶片离心式压气机的参数化造型设计。在设计空间中,以超拉丁方试验设计方法采样原始数据,在此基础上生成具有最小无偏估计的Kriging近似模型,基于此近似模型实现了气动优化设计,提高了离心式压气机的气动性能。

摘要：泄压阀机构是飞机舱门的重要组成部分,对维持飞机正常安全运行起到重要作用。在ADAMS软件中建立了飞机舱门泄压阀机构多体动力学仿真模型,研究销轴发生以磨损为主要形式的性能退化时,对泄压阀机构定位精度的影响。建立了泄压阀机构定位精度的功能函数,引入主动学习Kriging代理模型,挑选符合学习准则的点提高代理模型精度。采用Monte Carlo方法计算了不同磨损次数下泄压阀机构的失效概率与3种全局灵敏度指标的变化规律,并给出了不同阈值情况下失效概率和基于失效概率的全局灵敏度指标的变化规律。结果表明:在不同磨损次数下,对于磨损量较大的销轴,其全局灵敏度指标值也较大,并且各项指标随磨损次数的变化规律存在差异。

摘要：基于模糊控制的优点,将模糊控制与滑模控制相结合,采用了一种基于模糊趋近律的滑模控制方法对基础隔震混合结构的地震控制问题进行研究。以一个8层建筑结构模型为例来验证所提控制方法的有效性,其中,被动控制采用橡胶垫支座,主动控制采用由模糊趋近律方法设计的滑模控制器,结构非线性恢复力采用W en模型形式。算例数值分析结果表明,所提出滑模控制方法,控制效果明显,有效地减小隔震层中橡胶垫支座的水平位移,同时达到削弱控制系统抖振的目的。

摘要：对复合材料开口缝合补强结构进行了实验研究。测试了不同缝合参数(针距、行距、边距、单重和双重缝合)补强的含孔复合材料层板的拉伸强度,研究了孔边应力集中、应变集中对强度、刚度等力学性能参数的影响,分析讨论了孔边及邻近区域应变集中及应变分布的规律,得到不同缝合参数、孔边不同位置以及不同载荷条件下的应变集中系数。结合实验结果和分析讨论,给出了含孔复合材料层板缝合补强的缝合设计参数。

摘要：针对空间太阳能电站的俯仰姿态运动,提出一种能追踪太阳运动的准对日定向(QSP)姿态方案。此方案的太阳能电池阵列在万有引力梯度力矩的作用下,始终在垂直于太阳光的方向附近作幅值约为18. 8°的振动,且几乎不需要姿态控制力矩。准对日定向姿态方案解决了大型太阳能电池阵列对日定向所需的巨大俯仰姿态控制力矩问题。准对日定向姿态的发电效率为对日定向姿态的97. 3%,对Abacus空间太阳能电站而言每年可节省燃料约36791 kg。通过数值方法得到了准对日定向姿态的精确初始条件。随后,设计了比例-微分控制器,保证了系统存在初始姿态误差的条件下收敛到准对日定向姿态。最后研究了轨道、姿态和结构振动对准对日定向姿态的影响,并发现准对日定向姿态下的结构振动幅值比对日定向姿态减小约40倍。

摘要：研究月球探测器直接软着陆最优轨道的设计问题。首先根据探测器直接软着陆的特点,提出了有限推力最省燃料的最优轨道设计问题;然后利用有限推力月面软着陆的最优推力控制方向的计算公式,研究了边值条件和计算方法;最后通过直接软着陆最优轨道的算例及结果分析,发现开始制动高度越低越省能量;推力方向可变时比不可变时节省能量;推力大小可变相当于采用了多级制动,对安全定点着陆非常有利。