锂离子电池极片制造中的微结构演化

锂离子电池是能源领域的革命性创新,具有能量密度高、循环寿命长等优点,推动了新能源、新能源汽车等新兴产业的跨越式发展,并应用于卫星、无人机等国家战略领域,成为世界各国竞争的战略高地.锂离子电池的广泛应用不仅源于新兴能源材料的创新,还与制造工艺及装备技术的进步密不可分.极片制造作为生产锂离子电池最核心的过程,包括制浆、涂布、辊压三大关键工序,制造的正负电极构成了电化学反应载体和整个电池的核心.在电极制造中,多孔多组分电极微结构发生复杂的演化与定构过程,很大程度上决定了单体电池的能量密度、倍率特性等性能.本文分析极片制造中制浆、涂布和辊压技术进展与应用情况,重点讨论电极微结构在制造过程中的演化以及其对电池电化学性能的影响,旨在从“制造工艺-微结构-性能”之间的关系视角形成对电极微结构设计、材料制备、制造工艺的进一步认识,为研发高性能锂离子电池提供指导.     

玻壳压制成型中残余应力的数学建模与模拟方法

玻壳成型过程中产生的残余应力对制品质量的影响很大。在分析玻壳成型特点的基础上，建立了玻璃压制成型过程中残余应力计算的数学模型。其中材料假定为热流变简单粘弹性材料，忽略了成型中的流动应力，讨论了模型问题的平衡推论及兼容性方程，并详细分析了成型中不同阶段的边界条件。模型的数值求解采用了薄层理论，并通过空间方向上的有限元和时间上的有限差分来进行。所提出的模型及求解方法可以很容易地扩展到通常的玻璃压制成型过程，也可用于分析许多与玻璃压制成型相关的问题，具有较广泛的参考价值。     

集成环境下的智能化塑料注射成型CAE分析

为了有效地将CAE集成到塑料注射成型计算机辅助设计系统中，建立了基于表面模型的智能化CAE模拟系统，通过引入表面模型取代传统的“中性层”模型，使CAE与CAD的集成成为可能，并突破了原有CAE软件的建瓶颈。将人工智能和专家系统技术充分应用到CAE分析中，指导用户设计初始方案，评价分析结果并在此基础上进行优化设计，提高了CAE的应用价值和使用效率。通过实例分析验证了智能化，集成化的CAE分析软件的有效性和先进性。     

气体辅助注射成型充填仿真

研究了气体辅助注射成型的特点,建立了其充填模拟的数学模型.针对其中的关键问题——气体穿透界面的求解,首次提出了详细的计算模型.初步的模拟计算获得了与实验一致的结果.     

基于表面模型的注射成型充填模拟

充填模拟的计算机软件在预测复杂薄壁型腔的流动行为方面已经比较准确.现行的数值方法主要采用基于中性层的有限元/有限差分/控制体积法,但中性层模型的引入使得模拟软件在应用中具有极大的局限性.采用表面模型取代中性层模型,通过附加在壁厚方向上的边界条件来保证同一截面上对应表面的协调流动.最后应用实例论证了此表面模型能够处理由流行CAD系统生成的复杂型腔模型.     

注射成型残余应力的数值模拟

对注射成型过程中的残余应力进行了研究.针对注射成型的特点,采用线性粘弹性模型计算了注射成型过程中温度和压力引起的残余应力,充分考虑了保压压力和应力松弛对残余应力的影响,数值实现中采用了在时间上有限差分的计算方法.通过模拟计算平板形状制品残余应力在壁厚方向和流动方向上的分布及其在成型中的变化过程,深入讨论了注射成型过程中残余应力的形成机理和演变情况.实验证明了所提出的残余应力模型和计算方法的正确性与合理性.通过预测和优化注射成型中的残余应力,可以提高制品最终形状的尺寸稳定性和力学性能,对实际生产有一定的指导意义.     

基于GLS／SUPG的三维注射成形充模过程数值模拟

为稳定地求解速度、压力、温度并准确跟踪流动前沿,实现三维塑料注射成形充模过程数值模拟,采用迦辽金最小平方法(GLS)消除因速度和压力的不当插值组合导致的数值震荡问题,建立了速度与压力同次插值的对称、稳定的集成有限元计算格式;用流线迎风Petrov伽辽金法(SUPG)消除因能量方程中的对流项而导致的数值震荡问题,建立了能量场的稳定有限元计算格式.比较了不同网格密度对计算结果的影响,并通过与文献中实验结果及现有的商业分析软件Moldflow的模拟结果对比,表明提出的数值模拟方法具有良好的稳定性和精度.     

基于VR的塑料虚拟注射成型系统的研究与实现

虚拟现实，作为一门新型技术，已成功地应用于工程、设计和制造业领域。本文提出并实现一种基于虚拟现实技术（VR）的塑料注射成型的可视化交互式仿真系统。创新的采用Delaunay三角剖分技术进行成型设备的三维建模，同时提出了模拟注射成型过程运动仿真的方法，结合基于三维模型的注射成型FEA技术，创建注射成型仿真系统。整个系统可在塑料新产品设计的早期阶段及时的发现产品设计和工艺过程中可能出现的错误和缺陷，进行产品设计和生产工艺的优化，保证产品质量，节省开发新产品的时间和费用。     

基于哈希表的STL面片冗余顶点快速滤除算法

为了滤除STL面片数据中的冗余顶点，提出了基于哈希表的快速算法，使用链地址法处理冲突，根据顶点坐标设计高效哈希函数，直接滤除冗余顶点，从而提高运行效率，节省存储空间，经测试验证，该算法效率远远高于三轴分块排序算法，本算法已经成功应用于华塑CAE系统，也适用于其他各种以STL为数据交换格式的系统。     

智能全电动注射机控制系统设计与实现

提出将全电动伺服控制与智能工艺优化技术结合应用于注射机的成型过程控制,设计智能全电动注射机控制系统,对硬件及软件系统分模块进行系统构架,利用初始工艺参数生成与模糊推理优化技术实现智能优化.在Linux操作系统环境下,利用C++面向对象程序设计语言,基于华中数控HNC-8开放式数控平台开发了主控制程序,并将开发的控制系统与样机机械部分集成联调.以实际产品为案例进行注塑生产的试验验证,结果表明:该系统各部分运动准确、响应快速,开发的智能系统可缩短产品生产周期,提高产品质量.