检索结果-内蒙古大学图书馆

电源技术 2025年第4期49卷 824-830页

作者：祝文涛廖书信邱殿凯彭林法上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆反复组装引起装配力变化,输出性能衰减的问题,基于电堆实际装配流程设计了循环压缩实验,揭示了循环压缩对气体扩散层力学性能、体电阻以及接触电阻的影响规律,并提出针对不同装配次数的压缩率补偿方... 详细信息

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆反复组装引起装配力变化,输出性能衰减的问题,基于电堆实际装配流程设计了循环压缩实验,揭示了循环压缩对气体扩散层力学性能、体电阻以及接触电阻的影响规律,并提出针对不同装配次数的压缩率补偿方案。研究发现,保持相同的压缩率,气体扩散层的压力和厚度衰减主要发生在第二次装配,压力衰减了6.24%,厚度减小4.64%。此外,气体扩散层的体电阻和接触电阻分别增大了2.82%和7.77%。在此基础上,采用满意度函数设计了装配补偿方案,获得不同装配次数时的压缩率区间和最优压缩率,可为质子交换膜燃料电池电堆装配质量优化提供参考。

关键词：装配力衰减循环压缩装配补偿满意度函数

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微/介观薄板弯曲成形的回弹尺度效应

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塑性工程学报 2016年第6期23卷 58-63,86页

作者：鲍恩泽彭林法易培云上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

回弹是影响薄板成形零件精度最主要的影响因素。在微/介观尺度薄板成形中,零件的回弹特性也表现出显著的尺度效应。文章制备了0.1、0.2和0.4mm的纯铜薄板试样,并通过热处理得到3种不同的晶粒度;开发了30°、60°、90°的微... 详细信息

回弹是影响薄板成形零件精度最主要的影响因素。在微/介观尺度薄板成形中,零件的回弹特性也表现出显著的尺度效应。文章制备了0.1、0.2和0.4mm的纯铜薄板试样,并通过热处理得到3种不同的晶粒度;开发了30°、60°、90°的微弯曲模具,开展了弯曲成形实验,研究了尺度效应对于弯曲回弹的影响规律。实验结果显示,随着晶粒的增大,回弹角减小;随着板厚的减小,回弹角增大,且增量随板厚减小迅速增大。回弹角同时受到晶粒尺度效应和几何尺度效应的影响。

关键词：尺度效应回弹微弯曲纯铜薄板

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微/介观尺度下薄板成形建模分析与实验研究

微/介观尺度下薄板成形建模分析与实验研究

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作者：彭林法上海交通大学

学位级别：博士

近年来,人们对于日常生活产品的要求日趋微型化、智能化、多功能集成化。这些要求加速了电子工业及精密机械的飞速发展,微型产品被越来越广泛地应用于移动电话、手提电脑、微型导航系统、集成电路封装、医疗器械和微型传感器等行业。据... 详细信息

近年来,人们对于日常生活产品的要求日趋微型化、智能化、多功能集成化。这些要求加速了电子工业及精密机械的飞速发展,微型产品被越来越广泛地应用于移动电话、手提电脑、微型导航系统、集成电路封装、医疗器械和微型传感器等行业。据估计在过去的几年中,由于微型化概念带来的微细产品交易已经高达几十亿美元。产品微细化趋势做对微细加工技术提出了新的要求。微细成形工艺是一种重要的微细加工工艺,适合低成本、大批量的工业生产。但是由于加工尺度的减小,导致微细成形工艺中出现了有别于传统宏观加工的尺度效应现象,这使得传统宏观成形加工中成熟的工艺理论和技术不能直接应用于微细成形工艺工领域中,严重制约了微细制造产业的发展。本文以微细薄板冲压成形工艺为研究对象,围绕微细成形工艺中存在的尺度效应问题展开分析和研究,引入尺度效应影响因子,建立适合微细成形工艺分析的微细材料本构模型和微细摩擦模型;利用实验分析和有限元仿真相结合的方法,探索微细薄板材料软模成形工艺规律,研究了成形工艺中摩擦的尺度效应现象。本文的研究成果主要集中在以下几个方面: 1)微细成形工艺中材料尺度效应研究及本构模型首先分析了微细成形工艺中材料表现出尺度效应的原因,借鉴材料表面层模型,把组成材料的晶粒分成表面层晶粒和内部晶粒,结合材料在晶内和晶界变形理论,引入描述材料尺度效应参数,提出了用于描述微细材料变形的材料应力应变混合模型;并通过不同尺度铜圆柱压缩实验和铝薄板材料实验数据验证了该材料模型的准确性。文中还通过不同尺度的不锈钢薄板材料组合单向拉伸实验,研究了不锈钢薄板材料微细加工尺度下的性能,并建立相应的材料本构模型。 2)微细成形工艺中摩擦建模与分析微细成形工艺中除了材料尺度效应现象外,也存在摩擦尺度效应。利用开口和闭口润滑模型,定性地揭示了微细成形中摩擦尺度效应产生的原因;基于Wanheim/Bay摩擦模型,通过引入尺度系数λ,建立了微细成形中的摩擦尺度效应模型;利用该模型,分析摩擦界面的实际接触面积随接触面尺度变化的规律,建立了摩擦接触表面法向力与摩擦实际接触面积之间的关系,分析了加工尺度变化对摩擦模型的影响规律;为了利用有限元方法分析微细成形工艺中的摩擦尺度效应,提出了等效摩擦模型,并结合有限元分析软件,对微细圆环压缩工艺进行了仿真模拟,通过数值模拟揭示了微成形工艺中微摩擦对工艺的影响。 3)微细薄板软模成形工艺数值仿真建模与成形工艺分析以软模薄板微细冲压成形工艺为研究对象,采用超弹性模型(Mooney-Rivlin)为软模材料的模型,建立了微细薄板软模成形的仿真分析模型。讨论了仿真模型中的材料、单元、接触和载荷与边界条件的定义,提出了微细薄板软模成形的仿真建模方法。建立了三种不同深径比( h /w)的仿真模型,在此基础上对软模成形的工艺参数:材料因素、软模硬度和摩擦条件分别做了详细的讨论,分析了工艺参数对成形工艺的影响,揭示了不同深径比( h /w)和模具过渡圆角对成形性能的影响规律。 4)微细薄板软模成形工艺与微细摩擦的实验研究文中设计了不同几何结构参数、粗糙度的槽形刚性模具,并分别在不同压力(20KN、60KN和100KN)的作用下,对软模成形工艺进行了具体的实验研究。验证了本文建立仿真模型的准确性;为了研究微细成形中的摩擦尺度效应,设计了三种不同宽度的薄板实验试样( w1 = 10mm, w2 = 2.83mm和w3 = 0.8mm),通过实验研究了薄板微细成形中存在的微摩擦尺度效应,并利用实验与仿真分析对比的方法,对成形工艺中不同尺度、粗糙度的接触表面的等效摩擦系数进行了计算,总结了摩擦接触表面粗糙度、接触面法向力和接触表面尺度对等效摩擦系数的影响规律。本文围绕微细成形工艺中两种尺度效应现象,对微细成形中材料尺度效应及本构建模、微细成形中摩擦尺度效应及摩擦模型建模、微细薄板软模成形工艺仿真建模、成形工艺分析以及成形工艺实验等四个方面的内容展开了研究。本文的研究将为微细成形工艺与理论方面进一步的研究提供一些参考。

关键词：微细加工微细成形尺度效应微细摩擦材料本构薄板成形

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冲压件的三维曲面拓展与桥接

冲压件的三维曲面拓展与桥接

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作者：彭林法吉林大学

学位级别：硕士

该文中研究了满足曲率连续的曲面柔性拓展方法,并对曲线、曲面在拓展处的连续性要求进行了详细的分析,推导出曲面连续的条件,总结了曲面柔性拓展的详细步骤,对拓展后曲面的非标准NURBS形式进行了标准化.提出了曲面桥接的方法,详细介绍... 详细信息

该文中研究了满足曲率连续的曲面柔性拓展方法,并对曲线、曲面在拓展处的连续性要求进行了详细的分析,推导出曲面连续的条件,总结了曲面柔性拓展的详细步骤,对拓展后曲面的非标准NURBS形式进行了标准化.提出了曲面桥接的方法,详细介绍了曲面桥接的步骤;并针对曲面桥接方法,讨论了曲面构造和曲面间拼接的问题,导出曲面拼接的连续性条件,且结合工程运用给出了几何表示形式.文中对曲线、曲面的光顺处理进行了初步的讨论.介绍了MPF 曲面拓展系统的开发情况.采用CAD系统开发的通用准则,设计了系统开发的流程,对系统的输入、输出作了详细的分析,并结合IGES的标准和内部MPF—CAD/CAM一体化系统的INP文件格式设计了I/O接口.对曲面拓展和桥接系统的实现作了简单的介绍,其中对模块参数化和曲面控制点交互处理作了一些详细的描述.对柔性曲面拓展和曲面桥接,给出了各自曲面拓展的实例.

关键词：多点成形曲面拓展曲面桥接过渡曲面压边面连续条件

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聚合物薄膜表面微结构的粉末热辊压成形工艺

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上海交通大学学报 2017年第9期51卷 1083-1089页

作者：舒赟翌彭林法易培云来新民上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

利用卷对卷热辊压工艺连续、高效和粉末冶金成形技术精度高的优点,提出了一种在聚合物薄膜表面制备微结构粉末的热辊压成形工艺方法,构建了聚合物薄膜表面微结构粉末热辊压成形工艺试验系统并进行了粉末热辊压成形工艺试验,通过单因素... 详细信息

利用卷对卷热辊压工艺连续、高效和粉末冶金成形技术精度高的优点,提出了一种在聚合物薄膜表面制备微结构粉末的热辊压成形工艺方法,构建了聚合物薄膜表面微结构粉末热辊压成形工艺试验系统并进行了粉末热辊压成形工艺试验,通过单因素试验研究了工艺参数(模具温度、辊压速度和辊压力)对成形质量的影响规律.结果表明,采用模具温度130~145℃,辊压速度0.2~0.8m/min和辊压力250~500N的粉末热辊压成形工艺参数,能够得到聚合物粉末充型完整的微金字塔阵列结构.

关键词：聚合物薄膜微结构微金字塔阵列结构粉末热辊压工艺参数

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不同晶粒的纯铜表面划痕实验研究

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上海交通大学学报 2019年第3期53卷 253-259页

作者：茅梦云彭林法来新民上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

金属薄板成形过程中由于模具与材料表面粗糙度相近,摩擦中的犁沟效应会对材料表面的变形行为产生重要影响,进而影响薄板材料的成形性能.为此,通过圆锥划伤实验,研究不同圆锥角度下不同晶粒尺寸材料的变形及损伤行为.结果表明:随着圆锥... 详细信息

金属薄板成形过程中由于模具与材料表面粗糙度相近,摩擦中的犁沟效应会对材料表面的变形行为产生重要影响,进而影响薄板材料的成形性能.为此,通过圆锥划伤实验,研究不同圆锥角度下不同晶粒尺寸材料的变形及损伤行为.结果表明:随着圆锥角度的增大,材料内裂纹产生的位置从划痕顶部逐渐转变为划痕中上部,材料的流动方向则从沿圆锥表面向上逐渐转变为向圆锥两侧扩展;晶粒尺寸的增大能够抑制划伤过程中材料内部裂纹的产生,从而减少划痕内的裂纹区域;材料的划伤硬度和划痕前端的材料堆积高度随着晶粒尺寸的增大而减小;材料划伤行为的晶粒尺度效应主要来自于晶粒尺寸对材料流动及断裂性能的影响.研究结果能够加深对金属成形过程中摩擦行为的认识,并对金属成形工艺的参数设计提供理论指导.

关键词：犁沟效应表面划痕晶粒尺寸金属成形

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基于尺度效应的微细薄板本构模型的建立

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材料科学与工艺 2008年第1期16卷 31-33页

作者：刘芳彭林法来新民上海理工大学机械工程学院上海200093 上海交通大学机械与动力工程学院上海200030

为了研究厚度对微细板料成形性能的影响,采用厚度分别为0.1、0.2,0.3,0.4,0.5 mm和1 mm的AISI 304不锈钢薄板进行单向拉伸实验.实验结果表明,当板料厚度小于1 mm时,材料的流动应力随着试样厚度的增大而增大,表现出比较明显的尺度效应.... 详细信息

为了研究厚度对微细板料成形性能的影响,采用厚度分别为0.1、0.2,0.3,0.4,0.5 mm和1 mm的AISI 304不锈钢薄板进行单向拉伸实验.实验结果表明,当板料厚度小于1 mm时,材料的流动应力随着试样厚度的增大而增大,表现出比较明显的尺度效应.在拉伸实验的基础上,将板料厚度因子引入Swift模型,建立了基于尺度效应的微细薄板的本构模型.该模型的计算结果和实验数据吻合较好.

关键词：尺度效应微成形微细板料本构模型单向拉伸

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基于反应状态原位测试的空冷型燃料电池运行参数分析

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上海交通大学学报 2024年第3期58卷 253-262页

作者：陈敏学邱殿凯彭林法上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

空冷型质子交换膜燃料电池内部反应状态是影响电池输出性能和稳定性的关键因素.通过研制空冷燃料电池反应状态的原位测试装置,实现电池温度和电流密度的实时测量,揭示氢气出口脉排间隔、氢气入口气压和阴极风速对电池性能的影响机制.研... 详细信息

空冷型质子交换膜燃料电池内部反应状态是影响电池输出性能和稳定性的关键因素.通过研制空冷燃料电池反应状态的原位测试装置,实现电池温度和电流密度的实时测量,揭示氢气出口脉排间隔、氢气入口气压和阴极风速对电池性能的影响机制.研究表明:空冷电池中温度和电流密度分布不均,平均电流密度为500 mA/cm^(2)时,电池内温度极差达到20℃,电流密度极差达到400 mA/cm^(2).氢气出口脉排间隔越短、入口气压越大,氢气出口区域性能越好,分布均匀性越好,电流密度波动也越小,输出稳定性提高.如果阴极风速过低,电池局部温度高,温度分布均匀性降低;风速过高则导致生成水被吹走,质子膜含水量下降,电流密度分布均匀性变差.

关键词：质子交换膜燃料电池空气冷却运行参数原位实验

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高深宽比微细结构紫外光固化-脱模工艺建模与分析

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上海交通大学学报 2018年第12期52卷 1603-1608页

作者：吴昊易培云彭林法来新民上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

针对高深宽比结构的脱模问题,利用压缩试验获得了材料的力学性能,并用Ogden模型对其进行描述,建立了卷对卷紫外光(UV)固化-脱模工艺过程的有限元模型.分析了光照时长、残余层厚度、微结构深宽比以及结构间隙等参数对脱模最大应力的影响... 详细信息

针对高深宽比结构的脱模问题,利用压缩试验获得了材料的力学性能,并用Ogden模型对其进行描述,建立了卷对卷紫外光(UV)固化-脱模工艺过程的有限元模型.分析了光照时长、残余层厚度、微结构深宽比以及结构间隙等参数对脱模最大应力的影响规律.结果表明:在结构深宽比为4∶1时,界面粘接力是导致脱模缺陷的主要原因;光照时长越长,残余层厚度越薄;微结构深宽比越小以及结构间隙越大,固化-脱模应力越小、越有利于脱模.

关键词：高深宽比卷对卷固化-脱模结构缺陷

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带有支撑层的一体式再生燃料电池新结构及性能分析

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西安交通大学学报 2023年第7期57卷 111-119页

作者：刘洋邱殿凯彭林法林赫上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对一体式再生燃料电池(URFC)双向性能低的问题,以多孔传输层(PTL)与催化剂涂覆膜(CCM)之间界面接触为切入点,提出一种包含支撑层的新型URFC结构,并对PTL结构参数进行优化。通过极化曲线和电化学阻抗谱分析了不同结构URFC的性能。实验... 详细信息

针对一体式再生燃料电池(URFC)双向性能低的问题,以多孔传输层(PTL)与催化剂涂覆膜(CCM)之间界面接触为切入点,提出一种包含支撑层的新型URFC结构,并对PTL结构参数进行优化。通过极化曲线和电化学阻抗谱分析了不同结构URFC的性能。实验发现:钛毡纤维结构细密化有利于提升URFC双向性能,当电流密度为1.5 A/cm 2时,带有支撑层的URFC相比传统URFC,在燃料电池模式下电压上升了69 mV,在电解槽模式下电压下降了12 mV;新结构URFC具有更小的接触阻抗及质子传输阻抗,比燃料电池模式的高频阻抗下降了16.2%。压敏纸实验和电镜测试表明,支撑层可以使催化层与PTL之间的宏观接触应力分布更加均匀,改善了钛纤维与催化层之间界面的微观接触状态,有利于提高电子传输效率及反应动力。研究可为一体式再生燃料电池结构设计及优化提供参考。

关键词：一体式再生燃料电池结构设计多孔传输层支撑层

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