检索结果-内蒙古大学图书馆

锻压技术 2025年第2期50卷 75-84页

作者：王丽红郭怡培牛可郑州铁路职业技术学院机车车辆学院河南郑州451460 河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心河南郑州451460

为了研究材料强度差效应对应用于轨道车辆的薄壁金属管缓冲特性的影响,分别使用了Von Mises和CPB06本构模型进行薄壁金属管轴向压缩有限元仿真分析。首先,基于薄壁金属管常用材料6082-T6铝合金的轴向缺口拉伸和缺口压缩试验结果,分别对V... 详细信息

为了研究材料强度差效应对应用于轨道车辆的薄壁金属管缓冲特性的影响,分别使用了Von Mises和CPB06本构模型进行薄壁金属管轴向压缩有限元仿真分析。首先,基于薄壁金属管常用材料6082-T6铝合金的轴向缺口拉伸和缺口压缩试验结果,分别对Von Mises和CPB06本构模型进行了参数标定;其次,使用显式动力学有限元计算软件LS-DYNA开展了与试验条件一致的仿真分析,验证了本构模型参数校准的准确性;最后,针对某压溃型和膨胀型薄壁金属管开展轴向压缩特性仿真研究,并对比了是否考虑材料强度差效应对两种薄壁金属管响应特征的影响。结果表明,材料的强度差效应对压溃型薄壁金属管的变形特性、载荷特征和吸能特性均有较大影响,而对膨胀型薄壁金属管的影响相对较小。

关键词：强度差效应薄壁金属管缓冲特性本构模型压溃型膨胀型

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基于区间数群决策的土石坝施工期度汛方案风险评价

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人民黄河 2025年第4期47卷 152-156页

作者：关莉莉衣建妮李巍李松涛张雪婧段舒予黄河水利职业技术学院河南开封475004 河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心河南郑州450000

土石坝施工期抵御洪水能力不足,度汛方案的选择直接影响工程的安全风险与成本,但针对土石坝施工期度汛方案的安全风险与成本协同控制的研究相对缺乏。同时,多目标协同控制中评价指标涉及多个专业领域,单一专家对各个评价指标的把握程度... 详细信息

土石坝施工期抵御洪水能力不足,度汛方案的选择直接影响工程的安全风险与成本,但针对土石坝施工期度汛方案的安全风险与成本协同控制的研究相对缺乏。同时,多目标协同控制中评价指标涉及多个专业领域,单一专家对各个评价指标的把握程度不同,难以准确赋值。因此,采用多位专家以区间数形式对评价指标赋值,通过最小化专家赋值之间的距离构建专家群体意见协商模型,将多位专家区间数赋值转化为综合所有专家意见的一个实数,建立土石坝施工期度汛方案的安全风险与成本评价模型。以前坪水库为例,对7种度汛方案进行综合评价,指导了前坪水库施工,实现了安全风险与成本协同控制。

关键词：风险评价施工期土石坝区间数群决策

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青藏线双源动车组黏着适应性研究

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西南交通大学学报 2025年第1期60卷 214-224页

作者：王波罗世辉王晨曲天威马卫华雷成西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031 郑州铁路职业技术学院河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心河南郑州451460 石家庄铁道大学机械工程学院河北石家庄050043 中车大连机车车辆有限公司辽宁大连116022

为了分析运行效率更高的双源动车组在青藏线(格尔木—拉萨段)运行的可行性,建立机车动力学模型并进行了验证;采用动力学方法研究了双源动车组机车(动车)和青藏线成熟运营的HXN3内燃机车在直线段、曲线段和坡道上的牵引黏着系数、牵引力... 详细信息

为了分析运行效率更高的双源动车组在青藏线(格尔木—拉萨段)运行的可行性,建立机车动力学模型并进行了验证;采用动力学方法研究了双源动车组机车(动车)和青藏线成熟运营的HXN3内燃机车在直线段、曲线段和坡道上的牵引黏着系数、牵引力、蠕滑率与速度之间的关系;通过对比2个机车的动力学响应,验证牵引工况下双源动车组的黏着特性.通过分析可以发现:1)机车的牵引黏着系数与机车的牵引力成正比,当车速在40~120km/h时,双源动车组机车的黏着系数由0.19降低至0.09,黏着富裕度则由59.0%提高至85.7%;2)在直线段和坡道情况下,双源动车组的黏着富裕度均大于HXN3机车,对适应恶劣外界环境引起的轮轨黏着下降能力更强,对高原环境的适应性更优;3)曲线段,忽略结构引起的黏降差异,R300m曲线时,双源动车组和HXN3型机车的黏降幅度分别为6.3%和6.8%,R800 m曲线时,HXN3型机车曲线黏降幅度为3.0%,而双源动车组低于限值,可以保证有足够的黏着.

关键词：高原铁路内电双源内燃机车动力学牵引黏着

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基于温度诱导相转变共聚物和导电聚合物的自隔断超级电容器

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化学学报 2023年第5期81卷 511-519页

作者：李西安李孝坤河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心郑州450018 郑州铁路职业技术学院郑州450052

为了提高超级电容器等储能设备的使用安全性,扩大其实际应用领域,本工作针对现阶段最常见的储能设备热失控问题,提出了一种智能高效的超级电容器自我隔断策略.通过自由基聚合将N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰胺共聚得到热响应聚合物,将其溶... 详细信息

为了提高超级电容器等储能设备的使用安全性,扩大其实际应用领域,本工作针对现阶段最常见的储能设备热失控问题,提出了一种智能高效的超级电容器自我隔断策略.通过自由基聚合将N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰胺共聚得到热响应聚合物,将其溶解在氯化锂水溶液中作为电解液,与导电聚合物电极组合后得到自隔断超级电容器.得益于热响应电解质的温度诱导相转变特性,该超级电容器不仅具有高效的充放电特性,而且在器件发生热失控后能自发地切断离子转移,阻止器件的进一步恶化,具有88.1%的自隔断效率;其次,共聚物在相转变后会发生皱缩,对光线具有明显散射并呈现出低透过率的乳白色,这就使得人们可以通过颜色变化排查发生热失控的故障器件.因此,本工作制备的智能且高安全性的超级电容器将进一步为储能设备的普及应用提供新的思路.

关键词：超级电容器自隔断热失控热响应共聚物故障排查

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基于等效刚度法的车体结构碰撞建模与参数优化

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工程力学 2022年第2期39卷 244-256页

作者：张敬科朱涛雷成王小瑞杨冰肖守讷阳光武西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 郑州铁路职业技术学院河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心郑州451460

针对轨道车辆碰撞动态行为数值模拟效率低、耐撞性分析手段缺乏的问题,提出了基于等效刚度法的车体结构碰撞建模和参数优化方法。基于等效刚度法和简支梁弯曲应变能相等的原理,提出了中空型材截面梁等效为实芯截面梁后抗弯刚度相等的条... 详细信息

针对轨道车辆碰撞动态行为数值模拟效率低、耐撞性分析手段缺乏的问题,提出了基于等效刚度法的车体结构碰撞建模和参数优化方法。基于等效刚度法和简支梁弯曲应变能相等的原理,提出了中空型材截面梁等效为实芯截面梁后抗弯刚度相等的条件,推导了二者结构等效参数的求解公式,利用多岛遗传优化算法对等效参数进行了优化;详细对比了车体结构等效模型和原模型主要振动模态频率,证明了等效模型能够较好的反映原模型的动态特性,验证了车体结构等效模型的有效性;对比分析了某城轨车辆车体结构等效前后的一阶垂弯和一阶扭转频率,以及两种结构车辆在15 km/h的碰撞工况下车体的速度、加速度、能量、界面力等主要碰撞响应的变化趋势及误差。研究结果表明:中空型材结构等效模型能够较好的反映原结构的动态特性,整车车体结构的一阶垂弯和扭转频率的相对误差分别为2.19%和4.21%;碰撞过程中,两种模型车体的乘员安全性主要考核指标误差均小于10%;车体等效模型在碰撞仿真中的应用具有可行性和有效性,与原模型相比,单元数量减少38.91%,CPU计算耗时缩短27.63%。

关键词：车辆工程等效模型等效刚度中空型材碰撞参数优化

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三元材料LiNi_(0.7)Co_(0.15)Mn_(0.15)O_(2)的制备及Ca^(2+)掺杂改性

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材料与冶金学报 2023年第6期22卷 566-572页

作者：陈彦恒田小龙河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心郑州450018 郑州铁路职业技术学院郑州450052

高镍三元正极材料LiNi_(x)Co_(y)Mn_(1-x-y)O_(2)(NCM,x≥0.6)具有能量密度高、成本合理等优势,是目前最具发展潜力的锂离子电池正极材料之一.然而,NCM在高截止电压下(≥4.3V)会出现加剧的不可逆相变、阳离子混排及过渡金属溶出等问题,... 详细信息

高镍三元正极材料LiNi_(x)Co_(y)Mn_(1-x-y)O_(2)(NCM,x≥0.6)具有能量密度高、成本合理等优势,是目前最具发展潜力的锂离子电池正极材料之一.然而,NCM在高截止电压下(≥4.3V)会出现加剧的不可逆相变、阳离子混排及过渡金属溶出等问题,这极大地阻碍了其商业化进程.本文中选用Ca^(2+)对LiNi_(0.7)Co_(0.15)Mn_(0.15)O_(2)(NCM70)材料进行掺杂改性,采用共沉淀法制备出前驱体LiNi0.7Co0.15Mn0.15(OH)2,随后通过高温固相法合成不同Ca^(2+)掺杂量的NCM70正极材料,并探究了Ca^(2+)掺杂量对材料晶体结构、表面形貌、电化学性能的影响及其失效机制.结果表明:与本体NCM70材料相比,Ca^(2+)掺杂改性的样品电化学性能得到显著提升;当掺杂量为0.5%时,NCM70-0.5%Ca材料具有最优的改性效果,它在倍率1 C、电压2.95~4.5 V下,首圈放电比容量为181.2 mAh/g, 150圈循环后仍维持其初始容量的71.3%.

关键词：锂离子电池高镍三元正极材料单晶结构 Ca^(2+)掺杂

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Al_(2)O_(3)/LiAlO_(2)协同提升LiNi_(0.92)Co_(0.04)Mn_(0.04)O_(2)正极材料循环稳定性的研究

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有色金属科学与工程 2024年第2期15卷 228-236页

作者：牛小伟李妍泽河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心郑州450018 郑州铁路职业技术学院郑州450052

锂离子电池(LIBs)是最普遍的储能设备之一,高镍LiNi_(0.92)Co_(0.04)Mn_(0.04)O_(2)正极因其放电比容量高而备受关注,然而,在长循环的过程中,由于正极表面的活性物质发生了化学和结构变化,LIBs的能量存储能力会随着循环的进行而减弱。... 详细信息

锂离子电池(LIBs)是最普遍的储能设备之一,高镍LiNi_(0.92)Co_(0.04)Mn_(0.04)O_(2)正极因其放电比容量高而备受关注,然而,在长循环的过程中,由于正极表面的活性物质发生了化学和结构变化,LIBs的能量存储能力会随着循环的进行而减弱。理解和缓解这些退化机制是减少容量衰退的关键,从而提高锂离子电池的循环寿命。包覆是常见的改性手段,可改善高镍LiNi_(0.92)Co_(0.04)Mn_(0.04)O_(2)正极界面稳定性并降低表面降解的程度。但是,常规包覆方法形成的包覆层的厚度和均匀性难以调控,为了改进此问题,本研究建立了一种Al_(2)O_(3)/LiAlO_(2)薄膜,对LiNi_(0.92)Co_(0.04)Mn_(0.04)O_(2)具有协同改性效应,可形成厚度均匀的双包覆层,增强正极材料的循环性能和结构稳定性。研究结果表明,Al_(2)O_(3)/LiAlO_(2)双包覆层可以有效抑制不可逆相变,提高材料的结构稳定性。改性的材料展现出优异的循环稳定性,在2.75~4.40V电压范围内循环200圈,放电比容量为141.2 mAh/g,容量保持率高达76.1%。本研究为商业化正极材料界面的改性提供了新的思路。

关键词：锂离子电池均匀性 Al_(2)O_(3)/LiAlO_(2)双包覆层容量保持率

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双掺杂策略助力单晶LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)材料

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兵器材料科学与工程 2023年第3期46卷 59-64页

作者：陈彦恒张志超河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心河南郑州450018 郑州铁路职业技术学院河南郑州450052

锂离子电池中,由超高镍LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)组成的层状正极材料是实现高能量密度的关键。高镍含量正极材料具有高能量密度、长寿命、低成本优势,商业化需求量很大。高压运行是提高锂离子电池能量密度的有效途径。然而,高... 详细信息

锂离子电池中,由超高镍LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)组成的层状正极材料是实现高能量密度的关键。高镍含量正极材料具有高能量密度、长寿命、低成本优势,商业化需求量很大。高压运行是提高锂离子电池能量密度的有效途径。然而,高压循环下不可逆的容量衰减使正极材料难获得高效的容量保持率。以Al_(2)O_(3)和TiO_(2)为掺杂物质,经高温固相烧结合成Al/Ti共掺杂的单晶正极材料LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)。用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电镜对Al/Ti共掺杂的调节机制进行表征和分析。结果表明:Al/Ti共掺杂可有效抑制不可逆相变,促进Li^(+)的传输,稳定材料的层状结构。这项工作揭示共掺杂的关键作用,说明Al/Ti掺杂如何调控正极材料的晶体结构,为开发高性能层状正极提供新思路。

关键词：锂离子电池单晶LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2) Al/Ti共掺杂层状结构

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基于全尺寸台架试验的中低速磁浮列车悬浮架强度评估

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交通运输工程学报 2023年第6期23卷 206-215页

作者：李苗马亚群王宇罗世辉马卫华雷成西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031 中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春130062 郑州铁路职业技术学院河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心河南郑州451460

为评估某中低速磁浮列车悬浮架构架是否满足强度要求,利用自主研发的全尺寸中低速磁浮强度试验台对该悬浮架构架开展了静强度与疲劳强度试验,基于有限元和多体动力学仿真结果,确定了悬浮架构架的应力集中部位与承载特性;据此,在悬浮架... 详细信息

为评估某中低速磁浮列车悬浮架构架是否满足强度要求,利用自主研发的全尺寸中低速磁浮强度试验台对该悬浮架构架开展了静强度与疲劳强度试验,基于有限元和多体动力学仿真结果,确定了悬浮架构架的应力集中部位与承载特性;据此,在悬浮架构架上合理布置了系列测点,测量了车辆在超常载荷、模拟主要运营载荷和模拟特殊运营载荷3类工况下悬浮架构架的应变响应信号,根据悬浮架构架不同部位的材料特性,通过转换计算评估了悬浮架构架的应力水平。研究结果表明:在静强度试验中,悬浮架构架的较大应力点主要分布于托臂拐角、支撑轮安装座与防侧滚梁连接处、停放制动滑橇安装座等处,而在疲劳强度试验中的薄弱点主要为纵梁与托臂连接的焊缝处;相比于列车的常规运行工况,在悬浮失效、超载落车制动等特殊运行条件下,悬浮架构架的静强度和疲劳强度的应力幅值分别增加了1.06和4.77倍;所有测试工况下悬浮架构架受到的最大拉应力、最大压应力分别为67.22、-20.30 MPa,且最小安全系数为1.71,说明悬浮架构架满足结构强度要求;所有测试数据结果均在各自材料的Goodman-Smith疲劳极限图包络线内,说明悬浮架构架满足疲劳强度要求;经渗透探伤查验,悬浮架构架的任何位置上均未发现裂纹,验证了悬浮架构架疲劳强度评估结果的可靠性。

关键词：车辆工程中低速磁浮现场试验悬浮架台架试验强度评估

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单晶与多晶超高镍LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)动力学研究

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电源技术 2023年第12期47卷 1555-1558页

作者：金光田小龙马松花河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心河南郑州450018 郑州铁路职业技术学院河南郑州450052

高镍正极因其高容量和高工作电压,在高能量密度锂离子电池中具有很大的前景。然而,随着镍含量的增加,高镍正极出现了阳离子混排、结构退化、副反应和微裂纹等关键问题。制备了单晶和多晶LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)正极材料,并... 详细信息

高镍正极因其高容量和高工作电压,在高能量密度锂离子电池中具有很大的前景。然而,随着镍含量的增加,高镍正极出现了阳离子混排、结构退化、副反应和微裂纹等关键问题。制备了单晶和多晶LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)正极材料,并比较了它们在扣式电池中的性能和容量衰减行为,结合相应的XRD、SEM、HRTEM、EIS分析相应的机理演变。结果显示单晶正极的循环稳定性明显优于多晶正极,单晶颗粒的强晶体结构缓解内应力的积累,抑制循环过程中的微裂痕的形成。单晶正极展现出优异的电化学性能,在2.8~4.6 V(Li^(+)/Li)之间,在0.5 C时500次容量保持率是多晶正极2倍。这项工作为单晶和多晶材料在高电压下的应用及发展提供了借鉴。

关键词：锂离子电池超高镍正极单晶和多晶高电压

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