空调压缩机舌簧排气阀运动过程的有限元仿真

空调压缩机工作时排气阀阀片在循环气压作用下往复运动进而形成断裂。针对该问题,研究使用有限元方法基于Ansys Workbench平台中的显示动力学模块,对阀片工作时的运动和碰撞全过程进行了动力学仿真,模拟阀片工作时的变形、运动速度和等效应力随时间变化过程。计算发现阀片在上升过程中与限位器表面存在渐进的多次碰撞,导致阀片运动中出现微颤现象,引起速度的波动。阀片与限位器的碰撞同时还导致阀片内最大应力位置的改变,模拟结果显示阀片运动过程中的最大应力发生在阀片中段,而非静载条件下的阀片根部,这与工程应用中阀片的实际断裂情况相吻合。     

纳米颗粒的表面效应和电极颗粒间挤压作用对锂离子电池电压迟滞的影响

硅作为锂离子电池电极材料之一,其应力效应尤为突出,进而将影响电池性能.本文建立了电化学反应-扩散-应力全耦合模型,并研究了恒压充放电条件下扩散诱导应力、表面效应和颗粒间挤压作用对电压迟滞的影响.结果发现,应力及其导致的电压迟滞程度与颗粒尺寸相关.在大颗粒(颗粒半径r 100 nm)中,扩散诱导应力是导致电势迟滞效应的主要因素,这将导致电池能量耗散.对于纳米级小颗粒(r 100 nm)而言,表面效应占据主导,表面效应虽然能缓解电压迟滞,同时却会使驱动电化学反应部分的过电势回线下移,造成锂化容量衰减.本文综合考虑了扩散诱导应力和表面效应,得出:半径为10 nm的颗粒将会使电极具备较好的综合性能.此外,对于硅电极而言,颗粒间挤压作用会使应力回线向压应力状态演化,进而导致锂化容量的衰减.计算结果表明,在电极设计中,对孔隙率设定下限值有助于提升电极性能.