安逸
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熊克
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顾娜
复合材料学报
采用梯度功能材料力学方法, 通过改进层合板理论模型来预测材料的力学性能. 将饱和掺杂金属原子的外层作为表面镀层, 将无掺杂的基体作为中间层, 两层之间掺杂的金属原子含量逐渐变化, 作为梯度层;使用EDS方法得到了Pt型金属/离子聚合物复合材料(IPMC)沿厚度方向的Pt原子含量分布, 证明了模型分层的合理性;采用ASTM标准测定了IPMC材料的拉伸和弯曲弹性性能. 本模型采用Mori-Tanaka方法预测表面镀层和梯度层的弹性性能, 采用梯度力学方法, 最终得到IPMC材料整体的弹性性能. 用本文中模型预测常态下和含水饱和态下的IPMC拉伸性能与实验值相比, 误差分别为0. 69%和-2. 05%;预测常态下IPMC的表观弯曲弹性模量与实验值相比, 误差为-0. 99%.
关键词:
金属/离子聚合物复合材料
,
本构关系
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梯度功能
,
层合板理论
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改进模型
李文华
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刘娇
,
李建刚
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160414
为了发挥软磁复合材料的高电阻率，低损耗，易于再利用的特点，仿真模拟将其应用在永磁电机的铁芯上。以12槽4极直流电机为仿真对象，把三维计算问题转化成二维模型，用JMAG软件对电机进行建模，阐述SMC与硅钢片铁芯差异，先用两种材料进行仿真，结果说明只靠替换铁芯材料对电机性能改进并不会产生很大改善，改进模型，得出不同延伸高度铁芯延伸长度增加引起的电流和转矩特性与功率变化的关系。利用所建模型将Somaloy500的软磁复合材料与50CS800的硅钢片制备的铁芯进行模拟实验，结果表明：相同条件下软磁复合材料铁芯的效率要更高一些。最低转速时效率增加5％，最高转速时效率增加10％；软磁复合材料铁芯模型抑制电流输出，各向同性的优势明显。结论为SMC材料在低转速电机的开发中依旧能够发挥优势，实现电机性能的提高。
关键词:
软磁复合材料
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硅钢片铁芯
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建模
,
模型改进
,
机械特性
