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动力电池材料—结构—性能跨尺度关联效应研究

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工程设计学报 2024年第1期31卷 120-129页

作者：张志张艳岗曹美文陈建军杨志强郭巨寿中北大学能源与动力工程学院山西太原030051 北方通用动力集团有限公司山西大同037036

动力电池是新能源汽车的核心部件,其电化学性能和热性能是决定新能源汽车能否规模化推广应用的关键,然而宏观尺度下的电化学性能和热性能既受到微观尺度下的电极材料特性的影响,又受到介观尺度下的电池结构参数的影响。为了揭示电池材... 详细信息

动力电池是新能源汽车的核心部件,其电化学性能和热性能是决定新能源汽车能否规模化推广应用的关键,然而宏观尺度下的电化学性能和热性能既受到微观尺度下的电极材料特性的影响,又受到介观尺度下的电池结构参数的影响。为了揭示电池材料参数、电极结构参数和电池工作参数对动力电池性能的影响机理,以18650型镍钴锰三元动力电池锂为研究对象,通过构建电池电化学-热耦合模型,分别探究了上述各参数对动力电池电化学性能和热性能的影响规律,综合分析了电池材料—结构—性能跨尺度关联效应。研究结果表明:电池材料参数、电极结构参数、电池工作参数对动力电池性能的影响具有跨尺度强相关的特征。单一尺度下的动力电池设计及性能优化并不能得到最优结果,开展材料—结构—性能跨尺度设计及优化是动力电池安全性能和动力性能提升的根本途径。

关键词：动力电池电化学-热耦合模型跨尺度关联电化学性能热性能

漂移动理学效应对HL-2A托卡马克共振磁扰动等离子体响应的影响

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核技术 2024年第5期47卷 44-54页

作者：刘艺慧子张能刘钺强龚学余王硕李春雨王炼郝广周南华大学核科学技术学院衡阳421001 核工业西南物理研究院成都610041 美国通用原子公司圣地亚哥92186-5608

边缘局域模(Edge Localized Modes,ELMs)的控制是国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)及未来磁约束聚变堆安全运行必须解决的一个关键主题。近年来,大量的理论模拟和实验研究证明,共振磁扰动(Re... 详细信息

边缘局域模(Edge Localized Modes,ELMs)的控制是国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)及未来磁约束聚变堆安全运行必须解决的一个关键主题。近年来,大量的理论模拟和实验研究证明,共振磁扰动(Resonant Magnetic Perturbation,RMP)是一种非常有效控制边缘局域模的技术。为了更好地理解HL-2A托卡马克中ELMs的控制,本文基于HL-2A托卡马克实验上等离子体和RMP线圈的位形,使用MARS-F/K程序,计算了高约束模式下等离子体对RMP的漂移动理学响应,并与流体模型的结果进行对比;进一步对等离子体平衡压强、环向流以及热粒子碰撞效应等关键参数进行了敏感性研究。结果表明,随着归一化比压βN的增加,流体响应模型预测的等离子体响应幅度最初相对较弱,随后在接近无壁比压极限时发生强烈变化,但这一非物理因素“跳变”在动理学响应模型中得到了修正。此外,在考虑粒子碰撞效应的动理学响应中,捕获热离子的非绝热共振贡献显著;而忽略粒子碰撞效应,捕获热电子的进动漂移共振贡献则更加显著。由此可见在高比压等离子体响应中考虑动理学效应的重要性,尤其是在考虑粒子碰撞效应时,需要考虑捕获粒子的非绝热共振贡献。

关键词：共振磁扰动边缘局域模等离子体响应动理学效应

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摩托车铝合金车轮轻量化研究

机械设计 2024年第3期41卷 147-151页

作者：周玉军邓煜坤刘进伟贾志超隆鑫通用动力股份有限公司技术中心重庆400039

摩托车车轮的自身质量会影响操控性能和成本。为了合理设计车轮结构及尺寸,文中采用拓扑优化的方式,合理地选择优化目标、设计约束及相关的制造约束,在保证车轮具有较大刚度和强度的同时,获得材料的最佳分布,从而保证结构有合理的载荷... 详细信息

摩托车车轮的自身质量会影响操控性能和成本。为了合理设计车轮结构及尺寸,文中采用拓扑优化的方式,合理地选择优化目标、设计约束及相关的制造约束,在保证车轮具有较大刚度和强度的同时,获得材料的最佳分布,从而保证结构有合理的载荷传递路径。基于拓扑优化结果,对车轮的相关尺寸进行参数化,建立参数化模型,最后在参数化优化软件中搭建车轮的优化流程,实现车轮的自动优化。结果表明:参数化优化后的车轮质量减小了13.3%,采用拓扑优化和参数化优化技术能有效提高车轮减重的效率和准确性。

关键词：摩托车铝合金车轮拓扑优化参数化优化

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淬火分配钢成形极限实验与晶体塑性模拟

上海交通大学学报 2024年

作者：杨浩唐伟琴合肥通用机械研究院有限公司上海交通大学机械与动力工程学院

淬火分配(QP)钢塑性变形过程会诱发马氏体相变，具有高强度、高延伸率的特点，但其成形性能目前尚不清楚。通过Nakajima实验得到QP1180钢板在不同应变路径下的极限应变，采用考虑相变的晶体塑性有限元模型耦合MK理论（CPFEM-PT-MK），... 详细信息

淬火分配(QP)钢塑性变形过程会诱发马氏体相变，具有高强度、高延伸率的特点，但其成形性能目前尚不清楚。通过Nakajima实验得到QP1180钢板在不同应变路径下的极限应变，采用考虑相变的晶体塑性有限元模型耦合MK理论（CPFEM-PT-MK），分析了织构演化和相变对QP1180钢板成形极限的影响。结果表明，在应变路径ζ=0.1下，QP1180钢板的极限主应变最低，CPFEM-PT-MK模型能够较好地预测QP1180钢板的成形极限；不同应变路径下QP1180钢各相的织构演化存在明显差异，不考虑织构演化时，QP1180成形极限更低；当不发生相变时，极限主应变最低点在应变路径ζ=0位置，与发生相变时显著不同，且相变并非总是提高QP1180的成形极限，而是与应变路径有关。

关键词：晶体塑性有限元马氏体相变 Marciniak-Kuczynski理论织构演化成形极限

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考虑相变的晶体塑性有限元模型开发及验证

塑性工程学报 2024年

作者：杨浩唐伟琴李大永合肥通用机械研究院有限公司上海交通大学机械与动力工程学院

为从理论角度研究变形诱发马氏体相变规律,将相变机制与位错滑移机制结合,从单晶层面建立了考虑相变的晶体塑性本构模型,通过有限元法将单晶耦合,建立了考虑相变的多晶体塑性有限元模型。基于原位中子衍射实验结果,通过模拟退火法可以... 详细信息

为从理论角度研究变形诱发马氏体相变规律,将相变机制与位错滑移机制结合,从单晶层面建立了考虑相变的晶体塑性本构模型,通过有限元法将单晶耦合,建立了考虑相变的多晶体塑性有限元模型。基于原位中子衍射实验结果,通过模拟退火法可以有效标定模型的硬化参数和相变参数。结果表明,该模型能够有效复现QP1180钢塑性变形过程中的宏观应力-应变曲线和微观结构演化,如残余奥氏体体积分数演化、各相不同晶面晶格应变和衍射强度演化,并且能够预测各相的织构演化。此外,通过建立不同相分布和网格数量的代表体积元模型,还验证了模拟结果具有相随机分布和网格无关性。

关键词：晶体塑性马氏体相变晶格应变衍射强度织构

基于多目标异权重回归的冷水机组故障诊断显式模型

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制冷学报 2024年第1期45卷 118-128页

作者：吴孔瑞韩华杨钰婷陆海龙凌敏彬上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 重庆美的通用制冷设备有限公司重庆401336

针对冷水机组中常见的7种故障,本文基于交叉熵损失函数和随机梯度下降算法建立了多目标异权重回归模型,进行故障诊断。该模型较常规的机器学习分类模型简单,无需迭代,计算速度快,且为显式模型(非黑箱),可直观分析各参数对每类故障的重... 详细信息

针对冷水机组中常见的7种故障,本文基于交叉熵损失函数和随机梯度下降算法建立了多目标异权重回归模型,进行故障诊断。该模型较常规的机器学习分类模型简单,无需迭代,计算速度快,且为显式模型(非黑箱),可直观分析各参数对每类故障的重要程度。与传统的单目标回归模型相比,故障诊断性能优势显著,在不同特征集合下,性能最低提升40.50%。对比不同文献中特征集合在本模型中的效果,并提出了新的特征集合,正常运行及7类故障的总体诊断准确率可达89.83%,局部故障的诊断准确率达到98%以上。通过可视化诊断模型中的参数权重,发现过冷度和供油温度参数对诊断制冷剂泄漏、制冷剂过充和润滑油过量3种系统性故障最为重要;供油压力、冷凝器趋近温度、蒸发器与冷凝器的水流量参数对诊断4种局部故障最为重要。

关键词：冷水机组故障诊断显式模型交叉熵随机梯度下降

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一种高升阻比非常规翼身融合燕尾气动布局

航空学报 2024年第6期45卷 90-103页

作者：刘柳向先宏张宇飞陈海昕魏闯朱剑杨普海鹰航空通用装备有限责任公司北京100074 清华大学航天航空学院北京100084 航空工业空气动力研究院高速高雷诺数气动力航空科技重点实验室沈阳110034

未来高性能先进飞行器研发不仅对升阻比、最大升力系数等气动性能大幅提升提出了迫切需求,还面临更为严苛的总体/结构/隐身/飞控等各专业设计约束和要求。从飞行器平台总体顶层设计角度和工程应用背景出发,基于大有效容积隐身机身和高... 详细信息

未来高性能先进飞行器研发不仅对升阻比、最大升力系数等气动性能大幅提升提出了迫切需求,还面临更为严苛的总体/结构/隐身/飞控等各专业设计约束和要求。从飞行器平台总体顶层设计角度和工程应用背景出发,基于大有效容积隐身机身和高升力大展弦比隐身自然层流机翼,结合同时对机身/机翼、后体/燕尾进行几何和气动高效一体化融合等设计思想,开展了一种高升阻比非常规翼身融合燕尾气动布局设计优化与性能测试研究。CFD计算和风洞试验结果表明设计方案在马赫数0.194、雷诺数5.2×105工况下最大升阻比约31.2,气动性能较为优异,同时基本纵向/横航向气动特性以及燕尾舵效等可满足飞控需求;红外转捩测量试验结果显示其自由转捩位置与层流翼型/机翼气动计算结果符合较好;表面流动分离丝线试验结果显示燕尾受到机翼下洗影响较为显著,后续可进一步开展深入研究。

关键词：未来先进飞行器大展弦比高升力非常规翼身融合燕尾气动布局风洞试验

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基于深度学习的白车身焊接路径智能规划方法

机械设计与研究 2024年第3期40卷 116-121页

作者：余径舟何其昌时轮杨冬梅上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上汽通用汽车有限公司上海201206

针对白车身焊接路径规划经验规则多、路径复杂等问题,提出一种端到端的序列到序列深度学习框架,通过学习大量历史数据来提高路径规划的效率与质量。基于LSTM编码器、LSTM解码器和注意力机制搭建深度学习模型,对焊点数据进行归一化和预排... 详细信息

针对白车身焊接路径规划经验规则多、路径复杂等问题,提出一种端到端的序列到序列深度学习框架,通过学习大量历史数据来提高路径规划的效率与质量。基于LSTM编码器、LSTM解码器和注意力机制搭建深度学习模型,对焊点数据进行归一化和预排序,同时构建了焊点表,提升了模型的训练效率和预测准确率。实现了向模型输入无序的焊点序列,输出目标焊点序列。在白车身左前门焊接生产线上的实验结果表明,所提方法相较于经典机器学习算法,在面对多样的约束条件时准确性更高,焊接路径规划结果更合理。

关键词：白车身焊接路径规划序列到序列学习长短时记忆网络编码器-解码器

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某车型座椅低频振动分析与改进

客车技术与研究 2024年第2期46卷 50-54页

作者：王兵隆鑫通用动力股份有限公司重庆400052

针对某车型座椅低频振动问题,采用测试与仿真手段找到座椅低频振动的根本原因。根据仿真结果提出优化方案,经试验和评价,优化效果较好,能够满足振动舒适性要求。

关键词：车辆座椅低频振动仿真与测试优化方案