检索结果-内蒙古大学图书馆

超高镍三元正极材料LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)的制备及改性研究

热加工工艺 2023年第24期52卷 126-131页

作者：宋慧娟张龙华李西安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机车车辆学院河南郑州450052

采用简易的共沉淀及随后的高温固相烧结法成功合成出了不同Zr掺杂量的NCM90(LiNi_(x)Co_(y)Mn_(1-x-y)O_(2),x≥0.9)单晶正极材料。研究结果表明,掺入晶体结构中具有电化学惰性的Zr同时进入锂层及过渡金属层。一方面,进入到锂层的Zr有... 详细信息

采用简易的共沉淀及随后的高温固相烧结法成功合成出了不同Zr掺杂量的NCM90(LiNi_(x)Co_(y)Mn_(1-x-y)O_(2),x≥0.9)单晶正极材料。研究结果表明,掺入晶体结构中具有电化学惰性的Zr同时进入锂层及过渡金属层。一方面,进入到锂层的Zr有效地拓宽了层间距,加速循环过程中锂离子的扩散;另一方面,进入过渡金属层的Zr通过与晶格氧的键合作用,形成具有较高键能的Zr-O键,有效稳定材料晶体结构。与所预期一致,改性材料展现出了较为优越的循环稳定性,其中掺杂0.5%Zr得到的LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)-0.5%Zr(NCM90-Zr2)电化学性能最优。NCM90-Zr2在2.95~4.30 V电压范围内、1C倍率下循环200周后,容量保持率为74.1%;进一步提升截止电压至4.50V,材料释放出215.5 mAh·g^(-1)的初始放电比容量,循环100周后,仍保持初始容量的86.9%,表现出优异的高压稳定性。本研究为后续锂离子电池高电压正极材料的发展提供了一定的借鉴。

关键词：锂离子电池 LiNi_(0.9)Co_(0.05)Mn_(0.05)O_(2)正极材料单晶结构 Zr掺杂

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双包覆层协同提升LiNi_(0.92)Co_(0.04)Mn_(0.04)O_(2)三元材料电化学性能研究

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中国有色冶金 2023年第3期52卷 116-123页

作者：李西安张龙华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机车车辆学院河南郑州450052

超高镍层状材料LiNi_(0.92)Co_(0.04)Mn_(0.04)O_(2)(简称NCM92)因其具有较高的能量密度和价格优势,已成为锂离子电池重要的正极材料来源之一。然而,由于该材料的界面不稳定和不可逆相变,商业应用面临特别是在高截止电压下快速的容量衰... 详细信息

超高镍层状材料LiNi_(0.92)Co_(0.04)Mn_(0.04)O_(2)(简称NCM92)因其具有较高的能量密度和价格优势,已成为锂离子电池重要的正极材料来源之一。然而,由于该材料的界面不稳定和不可逆相变,商业应用面临特别是在高截止电压下快速的容量衰落和严重的结构退化的问题。本研究设计了一种ZrO_(2)/Li_(2)ZrO_(3)双包覆层改性超高镍单晶正极材料,同时材料表面均匀掺杂有Zr元素,通过双包覆层协同策略显著增强了正极的高压性能和结构稳定性。研究结果表明,ZrO_(2)/Li_(2)ZrO_(3)双包覆层可以有效缓解超高镍正极材料H2-H3相变的不可逆性,提高力学稳定性和界面稳定性,同时表面Zr掺杂进入晶体结构中的TM层与Li位抑制Li/Ni混排并扩宽了晶格间距,ZrO_(2)/Li_(2)ZrO_(3)双包覆层与Zr掺杂改性的材料(NCM92-Zr)展现出优异的电化学性能,在0.5 C(200 mA·g^(-1))电流密度下,2.75~4.4 V电压范围内循环150圈后仍有155.2 mA h g^(-1)的放电比容量,容量保持率高达75.5%。此研究为在高截止电压下超高镍正极的复杂机制和改进的结构稳定性提供了新的思路。

关键词：锂离子电池超高镍层状材料 ZrO_(2)/Li_(2)ZrO_(3)双包覆层界面稳定性放电比容量

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一种基于DF系列改进的金属薄板韧性断裂准则

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锻压技术 2024年第10期49卷 256-264页

作者：王丽红吕林郑州铁路职业技术学院机车车辆学院河南郑州451460 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

为了精确地描述延性金属在不同应力状态下的断裂行为,通过对材料塑性变形时内部微观孔洞的形核、生长和聚合机制的分析,提出了一种改进的基于DF系列的韧性断裂准则,该准则充分考虑了孔洞颈缩合并机制对材料韧性断裂行为的影响,明确了准... 详细信息

为了精确地描述延性金属在不同应力状态下的断裂行为,通过对材料塑性变形时内部微观孔洞的形核、生长和聚合机制的分析,提出了一种改进的基于DF系列的韧性断裂准则,该准则充分考虑了孔洞颈缩合并机制对材料韧性断裂行为的影响,明确了准则中各参数的物理意义。利用此韧性断裂准则构建了AA 2024-T351铝合金和AISI 1045碳钢的等效断裂应变包络面,并将相应应力状态下的断裂应变预测值与此前学者们的试验结果进行了对比,验证了所提出的新准则的有效性。最后,将预测结果与广泛使用的DF2016准则、 Hu准则和穆磊准则的预测结果进行比较,结果表明,相较于其他3种模型,提出的新准则的平均预测误差与最大预测误差最小,预测精度最高,孔洞颈缩合并机制在延性金属断裂过程中发挥了重要作用,应当充分考虑。

关键词：韧性断裂应力状态非耦合准则孔洞颈缩合并孔洞生长延性金属

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不同冲击参数下Nomex蜂窝板的低速冲击损伤

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材料科学与工程学报 2023年第2期41卷 247-253页

作者：王丽红张明康郑州铁路职业技术学院机车车辆学院河南郑州451460 郑州铁路职业技术学院、轨道交通智能安全工程技术研究中心河南郑州451460

Nomex蜂窝板因具有轻质、高强度的特点,在航空航天、高速列车、船舶制造等领域得到了越来越广泛的应用。但特殊的三明治夹层结构使其对冲击载荷特别敏感,较小的冲击载荷都可能对结构造成不可避免的损伤,从而使结构力学性能下降。针对No... 详细信息

Nomex蜂窝板因具有轻质、高强度的特点,在航空航天、高速列车、船舶制造等领域得到了越来越广泛的应用。但特殊的三明治夹层结构使其对冲击载荷特别敏感,较小的冲击载荷都可能对结构造成不可避免的损伤,从而使结构力学性能下降。针对Nomex夹层板的低速冲击性能,利用落锤冲击试验及精细化仿真模型探究Nomex蜂窝板在不同直径冲头和不同能量冲击下的力学性能反馈及损伤情况,并建立最大峰值力的理论计算模型,以判断服役蜂窝板遭受损伤的工况环境,对蜂窝板的实用工况调整提供一定的参考。

关键词： Nomex蜂窝板低速冲击损伤冲击参数精细化仿真模型最大峰值力理论计算

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中低速磁浮列车中置式悬浮架的耦合姿态分析

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铁道学报 2021年第10期43卷 29-35页

作者：胡俊雄雷成马卫华董黎生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 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 中车戚墅堰机车有限公司江苏常州213011

研究中低速磁浮列车中置式悬浮架防侧滚和解耦能力,分析落车、悬浮两种状态下的防侧滚梁受力状态,并对单悬浮架进行落车状态防侧滚试验。基于几何及运动关系分析悬浮架理论耦合姿态,讨论悬浮架受到垂向激扰时的运动规律,以及防侧滚梁组... 详细信息

研究中低速磁浮列车中置式悬浮架防侧滚和解耦能力,分析落车、悬浮两种状态下的防侧滚梁受力状态,并对单悬浮架进行落车状态防侧滚试验。基于几何及运动关系分析悬浮架理论耦合姿态,讨论悬浮架受到垂向激扰时的运动规律,以及防侧滚梁组件的结构参数与耦合姿态之间的关系。研究结果表明:中置式防侧滚梁方案能够满足悬浮架防侧滚要求,同时还具备较好的垂向运动解耦能力,一侧悬浮模块受到垂向激扰时对另一侧影响较小,有利于悬浮稳定性;较长的片梁有利于悬浮模块之间的垂向运动解耦,同时能减小吊杆的摆动角度;吊杆长度对悬浮模块之间的垂向运动解耦影响不明显,对其摆动角度与摆动幅度具有相反的影响规律,建议吊杆长度取0.15~0.20 m。

关键词：中低速磁浮列车悬浮架防侧滚解耦姿态分析

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桥梁柔性对中低速磁浮车辆平曲线通过的影响

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西南交通大学学报 2022年第3期57卷 490-497页

作者：李苗尚贤洪李铁陈晓昊罗世辉马卫华雷成西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 中车大连机车车辆有限公司辽宁大连116022 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

为研究桥梁柔性对中低速磁浮车辆在曲线半径为70.0 m的平曲线上运行时的动态响应影响,对通过柔性桥梁和刚性轨道时的车辆动态响应开展了对比分析.首先,建立了122个自由度的车辆空间动力学模型,模型中考虑了具有主动悬浮与被动导向特性... 详细信息

为研究桥梁柔性对中低速磁浮车辆在曲线半径为70.0 m的平曲线上运行时的动态响应影响,对通过柔性桥梁和刚性轨道时的车辆动态响应开展了对比分析.首先,建立了122个自由度的车辆空间动力学模型,模型中考虑了具有主动悬浮与被动导向特性的二维磁轨关系;其次,利用三维铁木辛柯梁参数化建模方法,建立了由柔性桥梁组成的平曲线有限元模型;最后,通过悬浮力的联系形成了车辆-曲线桥梁系统刚柔耦合动力学模型.研究结果表明:17.0 m跨径的圆曲线桥梁的自振特性和动位移响应满足相关标准要求;与车辆通过刚性轨道相比,柔性桥梁作用下的车辆系统动态响应更为剧烈,这种差异在车辆系统的横向动态响应上体现明显,而悬浮间隙和车体垂向加速度的响应差异较小,考虑刚性轨道时将高估车辆的曲线通过能力;柔性桥梁和刚性轨道两种模型计算得到的电磁铁最大横向位移不超过6.0 mm,悬浮间隙可在额定值的±4.0 mm内波动,表明在开展对比计算的工况下车辆具有良好的曲线通过性能.

关键词：中低速磁浮车辆曲线通过桥梁悬浮控制动态响应

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基于回归分析法的矩形槽圆管吸能特性研究

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机械强度 2024年第2期46卷 292-300页

作者：雷成李福胜缪得祥朱涛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 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

为了研究矩形槽圆管吸能特性规律,提出了一种基于回归分析法的结构参数与吸能特性关系的拟合方法。针对轴向冲击下的圆管动态响应,首先,建立了6005A-T6材料的Cowper-Symonds本构模型,并验证了仿真模型的准确性;其次,设计了正交试验,建... 详细信息

为了研究矩形槽圆管吸能特性规律,提出了一种基于回归分析法的结构参数与吸能特性关系的拟合方法。针对轴向冲击下的圆管动态响应,首先,建立了6005A-T6材料的Cowper-Symonds本构模型,并验证了仿真模型的准确性;其次,设计了正交试验,建立了吸能特性与结构参数之间的计算模型;然后,利用多元线性与非线性回归分析方法对计算模型参数求解,并对比了两种拟合结果,得到了峰值力和吸能量的经验公式;接着,对比经验公式与有限元数值计算值表明,经验公式在研究范围内具有较高准确性,误差在8%以内;最后,引入吸能性能指标并使用遗传算法对圆管进行了结构优化,优化结果表明,在研究范围内当直径和槽端距最小、壁厚和槽宽最大、槽深最浅时,矩形槽圆管的吸能性能最优。

关键词：矩形槽薄壁圆管多元回归分析法经验公式结构优化

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Li_(2)ZrO_(3)原位包覆提升LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)三元材料电化学性能研究

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电源技术 2023年第7期47卷 861-865页

作者：张家祥田小龙李西安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电气工程学院河南郑州450018

高镍三元LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)(NCM60)因其具有较高的放电比容量以及能量密度,是一种非常有发展潜力的锂离子电池正极材料。然而由于较为严重的结构/界面恶化现象(如微裂纹,界面副反应等),NCM60材料的电化学性能及循环寿命... 详细信息

高镍三元LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)(NCM60)因其具有较高的放电比容量以及能量密度,是一种非常有发展潜力的锂离子电池正极材料。然而由于较为严重的结构/界面恶化现象(如微裂纹,界面副反应等),NCM60材料的电化学性能及循环寿命受到严重的限制。采用单晶化策略,成功合成出了微米级单晶NCM60正极材料;并以Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)(OH)_(2)前驱体为基体,采用预包覆和共锂化的方法,在单晶正极材料NCM60表面均匀包覆Li_(2)ZrO_(3)快离子导体层。一方面,表面均匀包覆Li_(2)ZrO_(3)层改善了材料充放电过程中锂离子的扩散动力学,有助于降低电极极化程度;另一方面,Li_(2)ZrO_(3)具有稳定的晶体结构,通过与NCM60材料紧密结合,提高材料机械稳定性,有效抑制微裂纹的产生并减轻界面副反应程度。正如预期,适量Li_(2)ZrO_(3)改性的材料(LZO@NCM60)展现出优异的电化学性能,在1 C(170 mA/g)电流密度,2.95~4.6 V电压范围内循环150次后仍有158.5 mAh/g的放电比容量,容量保持率高达86.7%。深入研究了表面修饰对材料界面机制的影响,对下一代高能锂离子电池正极材料的开发具有一定借鉴意义。

关键词：锂离子电池 LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)正极材料单晶结构 Li_(2)ZrO_(3)原位包覆

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2B0机车车体低频横向晃动现象研究

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铁道学报 2019年第11期41卷 42-49页

作者：雷成王少聪郭柏龄马卫华董黎生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 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 中车大连机车车辆有限公司城轨开发部辽宁大连116022

为解决某2B0机车车体出现的低频横向晃动问题,分析等效锥度对低频横向晃动的影响,采用根轨迹法分析该车辆系统的振动特性,明确低频晃动产生的原因,最终提出整改措施。分析结果表明,较小等效锥度下转向架蛇行运动模态与车体固有的摇头、... 详细信息

为解决某2B0机车车体出现的低频横向晃动问题,分析等效锥度对低频横向晃动的影响,采用根轨迹法分析该车辆系统的振动特性,明确低频晃动产生的原因,最终提出整改措施。分析结果表明,较小等效锥度下转向架蛇行运动模态与车体固有的摇头、侧滚模态之间显著的耦合共振是低频晃动产生的主要原因,从减小抗蛇行减振器安装角度、减小轴箱纵向刚度和减小电机减振器阻尼等三个方面对机车进行综合整改,可以有效抑制转向架蛇行模态与车体固有横移模态之间的耦合共振,增加一次蛇行稳定性。非线性动力学计算及现场整改试验的结果均表明,机车在采用整改措施后基本消除了低频晃动,验证了分析的正确性。

关键词： 2B0机车低频晃动振动特性动力学分析根轨迹法

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一种电子凸轮轨迹跟踪控制方法

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电气传动 2020年第1期50卷 53-56,76页

作者：卢桂云王丽红河南省轨道交通智能安全工程技术研究中心河南郑州451460 郑州铁路职业技术学院机电工程学院河南郑州451460

以电子凸轮为研究对象,提出一种轨迹跟踪控制方法。阐述了电子凸轮运动规律,在此基础上基于3次非均匀B样条曲线给出了一种凸轮曲线设计方法。为提高凸轮轨迹跟踪精度,设计了模糊滑模迭代控制器。迭代学习控制算法可用于实现目标轨迹的跟... 详细信息

以电子凸轮为研究对象,提出一种轨迹跟踪控制方法。阐述了电子凸轮运动规律,在此基础上基于3次非均匀B样条曲线给出了一种凸轮曲线设计方法。为提高凸轮轨迹跟踪精度,设计了模糊滑模迭代控制器。迭代学习控制算法可用于实现目标轨迹的跟踪;模糊控制和滑模控制则可以提高电子凸轮的收敛速度与鲁棒性。滑模控制器处理轨迹偏差及其变化率;模糊控制器对滑模输出进行模糊化和解模糊化处理;通过实时控制调节迭代学习控制器的增量得到理想的轨迹跟踪效果。针对基于伺服电机的电子凸轮,控制系统给出了具体硬件架构。通过实验验证表明,模糊滑模迭代控制算法能够满足电子凸轮对轨迹跟踪精度与鲁棒性的要求,电子凸轮能够有效取代传统的机械凸轮机构。

关键词：电子凸轮轨迹跟踪非均匀B样条曲线模糊滑模迭代控制

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