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锌空燃料电池极片干嵌法成形过程机械模型的研究

作　者: 范书超
导　师: 关玉明
学　校: 河北工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 锌空燃料电池电池极片干嵌法轧制压力虚拟样机
分类号: TM911.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

当今世界能源问题日趋紧张,环境问题一再恶化。可以利用燃料电池来解决这两个问题,锌空燃料电池在许多方面具有很大的优势:锌空燃料电池的比能量最高,负极活性物质为锌,其贮存量大,来源广泛,价格相对低廉,且性能稳定。本文是从锌空燃料电池极片的成形方法上进行研究的,设计的成形机械模型采用了新的成形方法——干嵌法,这种方法在成形质量、节省能源方面有很大的优势。本文对锌空燃料电池的制备工艺进行了分析,把其分为几大模块,各个模块在结构上是相对独立的,但是在极片的成形过程中,他们之间又有很强的耦合性。并且还对其中的模块进行了三维建模。本文找到了一种有效的测量轧制压力的方法——应变片测量法,详细阐述了轧制力测试技术理论,探讨了在极片的轧制过程中轧制压力实测、工程计算方法和影响轧制单位压力的因素。该方法在理论上是非常有效的,可用于实际测量。本文还通过利用Pro/ENGINEER软件对模型进行了三维建模,并利用Pro/ENGINEER软件中的运动仿真模块对模型的关键部分进行了干涉检验,从而避免了在制造物理样机的时候出现不必要的麻烦。同时利用Pro/MECHANICA软件对轧机进行了有限元分析和位移变形分析,得到了轧辊的应力情况和变形程度,同时对轧辊轴作了优化分析,通过优化分析减小了轴的质量、应力和变形,大大提高了极片的成形质量。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-16
  §1-1 选题意义与课题来源  9-10
    1-1-1 选题意义  9-10
    1-1-2 课题来源  10
  §1-2 燃料电池的分类与发展方向  10-14
    1-2-1 燃料电池的分类与特点  10-12
    1-2-2 锌空燃料电池  12-13
    1-2-3 锌空燃料电池的发展历史及研究现状  13-14
  §1-3 本课题的主要研究内容  14-16
    1-3-1 本课题的总体功能目标  14
    1-3-2 本课题的主要研究内容  14-16
第二章锌空燃料电池制备过程的工艺分析  16-20
  §2-1 锌空燃料电池的结构  16-18
    2-1-1 圆柱形锌空燃料电池的结构  16-17
    2-1-2 方形锌空燃料电池的结构  17-18
  §2-2 锌空燃料电池极片的制备工艺  18-20
    2-2-1 锌空燃料电池极片的生产工艺  18
    2-2-2 锌空燃料电池的生产工艺  18-20
第三章锌空燃料电池极片干嵌法成形机的机械结构设计  20-30
  §3-1 锌空燃料电池极片生产设备的工艺及技术要求  20
  §3-2 锌空燃料电池极片生产设备的工艺流程  20-22
  §3-3 镍网放卷机构的设计  22-25
    3-3-1 镍网放卷机构的作用  22
    3-3-2 镍网放卷机构的数学建模  22-23
    3-3-3 镍网放卷机构的力学分析  23-25
  §3-4 镍网布料系统的机构设计  25-26
    3-4-1 镍网布料系统的作用  25
    3-4-2 镍网布料系统的机构分析  25-26
  §3-5 定量送料系统的机构设计  26-27
    3-5-1 定量送料系统的作用  26
    3-5-2 定量送料系统的结构设计  26
    3-5-3 螺旋送料系统相关参数的确定  26-27
  §3-6 布料系统的机构设计  27-30
    3-6-1 布料系统的作用  27-28
    3-6-2 布料系统的结构设计  28-30
第四章轧制压力测试方法  30-42
  §4-1 轧机的发展概况  30
  §4-2 轧机轧制压力  30
  §4-3 测试技术  30-33
    4-3-1 测试技术概述  30-31
    4-3-2 测试的理论基础  31-33
    4-3-3 应变电测目的  33
  §4-4 应变片原理  33-35
    4-4-1 应变片  33-34
    4-4-2 应变片的粘贴工艺  34-35
  §4-5 测量电路  35-37
  §4-6 集电装置  37
  §4-7 电阻应变仪及X ? Y 函数记录仪  37-38
  §4-8 标定  38-39
  §4-9 影响轧制单位压力的因素  39-42
    4-9-1 影响轧制体塑性变形阻力的因素  39-40
    4-9-2 影响应力状态条件的因素  40-42
第五章基于虚拟样机技术的设计与仿真  42-60
  §5-1 虚拟样机技术  42-44
    5-1-1 虚拟样机技术介绍  42-43
    5-1-2 虚拟样机技术的支撑平台  43
    5-1-3 基于VP的产品设计过程模型  43-44
  §5-2 模型的装配  44-50
    5-2-1 组件模块简介  44
    5-2-2 装配体约束  44-45
    5-2-3 装配模式的选择  45-46
    5-2-4 干嵌法成形过程机械模型的整机装配  46-47
    5-2-5 干涉检验  47-48
    5-2-6 工程图的输出  48-50
  §5-3 Pro/MECHANICA  50-51
    5-3-1 Pro/MECHANICA  50
    5-3-2 Pro/MECHANICA模块  50
    5-3-3 Pro/MECHANICA技术基础  50-51
  §5-4 结构分析  51-60
    5-4-1 有限元理论概述  51-54
    5-4-2 对轧辊轴进行有限元分析  54-60
第六章结论与展望  60-61
  §6-1 主要结论  60
  §6-2 未来展望  60-61
参考文献  61-64
致谢  64-65
攻读硕士期间所取得科研成果  65

锌空燃料电池极片干嵌法成形过程机械模型的研究

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