Krishan Bishnoi Farzad Rostam-Abadi 美国陆军 TARDEC 沃伦,密歇根州 摘要 一种功能分级 NPR(负泊松比)材料概念已被开发用于陆军的一项关键应用——防爆。目标是开发一种综合计算设计方法和创新的结构材料概念,用于防爆导流板,该导流板可以将材料集中到最需要的区域,并利用爆炸能量调整其形状,以提高爆炸缓解和乘员保护。计算设计方法包括最佳导流板形状设计和最佳 NPR 材料分布,以进一步提高防护效果,同时最大限度地降低车辆的 CG 高度和导流板的重量。使用这种新概念制造的结构会对爆炸做出反应,并在爆炸力下重新配置,以提供最大的防爆保护。所介绍的研究工作包括两种基本的导流板设计方法:最佳导流板形状设计和创新导流板中的最佳 NPR 材料配置和分布。引言负泊松比 (NPR) 材料也称为膨胀材料 [1-2],由于其独特的行为而备受关注。与传统材料不同,NPR 材料沿垂直方向压缩时可能会收缩,这导致材料在压缩载荷下可以自身集中以更好地抵抗载荷的独特特性。当载荷幅度增加时,它也会变得更硬、更坚固。研究发现,NPR 可以改善材料/结构性能,包括增强的耐热/抗冲击性、断裂韧性、抗压痕性和剪切模量等 [1-3]。人们研究了一系列人造 NPR 材料/结构,例如键合砖结构、典型的多孔材料(蜂窝和泡沫)、微孔聚合物和分子 NPR 材料,其中一些已经成功制造 [4-7]。作者开发了一种三维版本的 NPR 材料 [8],具有多种应用潜力,包括图 1 所示的防爆结构。
纤维金属层压板 (FML) 是一大类组合粘合结构,由粘合有纤维增强聚合物层的薄金属板组成 [1]。FML 的混合概念因其出色的抗疲劳性以及抗冲击、耐腐蚀等其他优异的机械特性而闻名。FML 的一种变体 Glare 由交替粘合在一起的薄铝板和玻璃纤维环氧层制成,已在空客 A380 上大规模用作机身蒙皮和尾翼前缘蒙皮材料。与单片金属板相比,FML 的优异疲劳性能归因于完整纤维在疲劳裂纹尖端后提供的桥接机制,如图所示。1。抗疲劳纤维保持完整,并抑制金属层中裂纹的张开,从而使载荷从开裂的金属层转移到桥接纤维。这种桥接机制显著增强了金属层对疲劳裂纹扩展的抵抗力,因为它降低了裂纹尖端的应力严重程度。同时,由于开裂的金属层和桥接纤维之间以剪切形式循环传递载荷,在复合材料/金属界面处发生分层,这是 FML 中的一种伴随失效机制 [2] 。FML 中显著改善的抗疲劳性和失效机制非常具有代表性,是广泛应用于各个工程领域的一般组合胶接结构中的代表。组合粘合结构提供的定制裂纹延迟功能通常用于航空航天工业的安全关键结构 [4,5] 。冗余负载路径和损伤阻止功能,例如机身撕裂带、疲劳裂纹延迟器 [6,7] 和裂纹阻止器 [8] ,最好通过粘合剂粘合到蒙皮板上,以减缓疲劳裂纹扩展,并允许定期检查以检测疲劳裂纹。组合结构的这些功能与适航法规推荐的损伤容限设计理念相得益彰。通常采用粘合技术而不是机械紧固来向蒙皮板添加额外的负载路径,以避免与紧固过程相关的应力集中和高成本 [5] 。粘合剂粘接解决方案还提供了隔离特定结构元件损坏的机会 [5] 。此外,含有裂纹的薄壁金属飞机结构通常通过将复合材料补片粘合到
航天器窗户技术 新的合作机会 参考编号:80JSC021SWT 潜在商业应用:飞机、汽车、建筑、潜水器、水族馆、 关键词:玻璃窗、塑料窗、丙烯酸窗、聚碳酸酯窗、结构窗、光学、窗玻璃、飞机窗户、航天器窗户、挡风玻璃 目的:NASA JSC 寻求与合作伙伴合作,推进与航天器窗户相关的技术,目标是使窗户结构更合理、更轻、更便宜,同时仍保持所需的光学特性。在航天飞机和国际空间站等使人类能够突破探索边界的航天器上,窗户通常由多层玻璃制成。但是,玻璃并不是用于航天器窗户的理想材料。它是一种较差的结构材料。当对玻璃施加负载时,玻璃会随着时间的推移而失去强度,如果微流星体损坏玻璃,强度会立即大幅降低。美国宇航局最新的载人太空飞行器猎户座的内部玻璃由丙烯酸塑料制成。这种材料变化提高了窗户的结构完整性。在追求这些类型的窗户技术进步的过程中,美国宇航局和潜在合作伙伴将为航天器开发新的和改进的窗户功能,这也将为多个行业的地面应用提供更多选择。技术:技术目标包括但不限于:改进涂层以阻挡紫外线,防止因吸收紫外线而导致的降解,降低可燃性,防尘,适应电致变色变暗能力,减轻重量,提高抗冲击性,并确定自修复窗户和窗户作为兼职显示屏的可行性。计划进行研究以确定仅由轻质塑料制成的多窗格窗户的可行性,其中包括长时间的负载测试,以确保不会发生明显的“蠕变”。研发状态:美国宇航局已经对航天器窗户玻璃进行了广泛的开发和测试。这些历史数据(包括飞行数据)涵盖了窗格的光学性能、强度和材料特性,为实现上述技术目标提供了极好的基础。 NASA 配备了众多设施,将用于验证这些技术。光学试验台将验证新功能不会阻挡或扭曲
2014 年佛罗里达建筑规范 (FBC) 第 5 版第 1 章第 105 条规定,任何业主或授权代表若打算建造、扩建、改建、修理、移动、拆除或改变建筑物或结构的使用,或建造、安装、扩建、改建、修理、拆除、改造或更换任何所需的抗冲击覆盖层、电气、燃气、机械或管道系统(其安装受佛罗里达建筑规范管制),或导致进行任何此类工作,应首先向建筑官员提出申请并获得所需的许可证。FBC 第 105.1.1 条年度设施许可证:个人可提交年度设施许可证申请。无需为对现有的电气、燃气、机械、管道或室内非结构性办公系统的每次改建申请许可证,年度设施许可证可方便进行日常或紧急服务、维修、翻新、服务系统的小型翻修或制造设备的安装/搬迁。个人必须为每个设施和每个适用的建筑行业申请单独的许可证。申请年度设施许可证的人必须在申请表上概括描述该年内要进行的工作参数。如果系统有重大变更,应将此类变更通知建筑官员,并保留在必要时在设施现场进行检查的权利。顾名思义,年度设施许可证自获得之日起有效期为一年。许可证持有人需要保存根据此类年度许可证所做的所有变更的日志,并且建筑官员应随时可以查阅此类记录。食品许可证,FBC 第 105.1.3 节对于食品企业或零售店,根据佛罗里达州法规第 500.12 节,需要获得农业和消费者服务部的许可。根据 FS 500.12(1)(a) 节的规定,以下人员无需获得食品许可证:1. 经营小型食品店的人员,包括但不限于音像店,销售商业预包装、无潜在危险的糖果、口香糖、苏打水或爆米花,前提是这些商品的货架空间不超过 12 英尺长,并且小型食品店不销售其他食品。2. 接受联邦或州持续现场检查的人员。3. 仅销售带壳豆类(炒、烤或煮)的人员。4. 销售在佛罗里达州境内煮沸并装瓶的甘蔗或高粱糖浆的人员。
具有高耐热、抗冲击和抗疲劳性能。通过快速成型工艺降低成本,从而提高部件制造效率。该材料适用于大规模生产具有高性能要求的航空航天结构部件。为了进一步支持该技术的引入,帝人创建了这种特定材料的材料卡,用于使用 Aniform ® 软件进行工艺模拟。这将有助于零件制造商和 OEM 优化热成型工艺,以便在短时间内以低成本获得此类材料的所有优势。帝人致力于成为一家支持未来社会的公司,利用其在开发和制造坚固而轻巧的高性能碳纤维产品方面的核心优势和能力,为减少飞机生命周期内的温室气体排放做出贡献。帝人作为飞机应用领域的领先解决方案提供商,将通过开发中下游产品线和相关应用(例如具有更高韧性和更高拉伸模量的经济高效的碳纤维以及包括热塑性预浸料在内的中间材料)来增强其下一代飞机市场。关于帝人集团 帝人集团 (TSE: 3401) 是一家技术驱动型全球集团,在环境价值、安全、保障和减灾以及人口变化和增强健康意识等领域提供先进的解决方案。帝人集团最初成立于 1918 年,是日本第一家人造丝制造商,现已发展成为一家独特的企业,涵盖三大核心业务领域:高性能材料,包括芳纶、碳纤维和复合材料,以及树脂和塑料加工、薄膜、聚酯纤维和产品加工;医疗保健,包括用于骨骼/关节、呼吸和心血管/代谢疾病、护理和症状前医疗保健的药品和家用医疗保健设备;以及 IT,包括用于医疗、企业和公共系统的 B2B 解决方案以及用于数字娱乐的套装软件和 B2C 在线服务。正如品牌宣言“人类化学,人类解决方案”所表达的那样,帝人集团坚定地致力于为利益相关者服务,旨在成为一家支持未来社会的公司。该集团由约 170 家公司组成,在全球 20 个国家/地区拥有约 20,000 名员工。截至 2022 年 3 月 31 日的财年,帝人集团的综合销售额为 9,261 亿日元(72 亿美元),总资产为 1,2,076 亿日元(94 亿美元)。新闻联系人帝人有限公司投资者和公共关系部 pr@teijin.co.jp
NIT 第 138 页,序列号 25 - 平板门:Kit Ply 应保留按照 NIT 文件的规定。NIT 第 139 页,序列号 45 - 预层压刨花板:Action Tesa 应保留按照 NIT 文件的规定。NIT 第 139 页,序列号 46 和 49 - 不锈钢配件/硬件:Hardwyn 应保留按照 NIT 文件的规定。NIT 第 140 页,序列号 56 - 铝门/窗配件:Classic 应保留按照 NIT 文件的规定。NIT 第 140 页,序列号 62 - 伸缩缝:MNR 工程、YR 工程。连接接头 应保留按照 NIT 文件的规定。NIT 第 140 页,序列号第 66 页 - 镜子:- Saint Gobain 应保留根据 NIT 文件。NIT 第 140 页,主题号 第 68 页 - 金属天花板:- Hilux 应保留根据 NIT 文件。NIT 第 140 页,主题号 第 69 页 - AAC 砌块:- Magicrete、Shree、Ultratech 应保留根据 NIT 文件。NIT 第 140 页,主题号 第 70 页 - AAC 粘合剂:- Magicrete、Shree、Ultratech 应保留根据 NIT 文件。NIT 第 140 页,主题号 第 72 页 -IIPVC 窗户:- Plastone、NCL Weka、Encraft、Lesso 应保留根据 NIT 文件,NIT 第 140 页,主题号 第 77 页 - 防火门:- Pacific 应保留根据 NIT 文件。NIT 第 141 页,主题号第 94 号 - FRP/GRC:- Dalal 应保留根据 NIT 文件。NIT 第 141 页,序列号 96 - MR 板:- Action Tesa 应保留根据 NIT 文件。NIT 第 141 页,SI。第 97 号 - 天花板系统:- HI-Life 应保留根据 NIT 文件。NIT 第 141 页,序列号 111 - 玻璃隔断:- Art N Glass 应保留根据 NIT 文件。NIT 第 l42 页,序列号 112 - 浴室瓷器:- Hindware、Parryrware、Cera 应保留根据 NIT 文件。NIT 第 142 页,序列号 127 - 复合地板:- Action Tesa 应保留根据 NIT 文件。NIT 第 143 页,序列号。编号 143 - C&D 物品:- 11 号 应按照 NIT 文件保留。NIT 第 143 页,编号 157 - 家具:- Durian、Delite、Royal 应按照 NIT 文件保留。2 TMT 钢筋物品用于抗冲击钢,但无法直接从 SAIL 和 TAIA 等公司获得。即使预付 100%,也需要大约 45 天才能交货。它仅在沿海地区供应。应将其更改为 Fe500 的普通物品。有时,德里地区提供的 CRS 质量非常差,制造于一年多前,已经腐蚀。
特斯拉的电池技术享有盛誉,2013 年特斯拉 Model S 被 Motor Trend 评为“年度最佳汽车”。这一成就可以归因于其更长的续航里程、更快的加速和令人眼花缭乱的速度,所有这些都是由其电力电子设备和电池系统实现的。在本文中,我们将深入探讨特斯拉汽车中使用的电池系统的细节。具体来说,我们将重点介绍电池组,并涉及其他重要主题,例如机械或热规格、电气特性和特征、电池模块效率和保护功能。电动汽车 (EV) 电池系统是其主要的能量存储系统,主要由电池组成。设计电动汽车的电池系统需要多个领域的知识,包括电气工程、机械工程、热工程、材料科学等。特斯拉电池组的一个关键特性是其高效率、可靠性和安全性,使其成为高度模块化的设计。每个模块可以串联以产生所需的电压输出。特斯拉 Model S 电池组的电压约为 400 伏。特斯拉电池组的一个显著例子是 Model S P85 中的电池组,其容量为 90 kWh,重量超过 530 公斤。该电池组包含 16 个模块,由 7104 个独立电池组成。中央母线在将每个电池模块连接到接触器方面起着至关重要的作用,接触器为前后电动机供电。由于每个模块约为 5.5 kWh,而 Model S P85 的电池组中有 16 个这样的模块,因此它实际上相当于一个 84kWh 模块。特斯拉在其电池组中使用锂离子电池。每个电池都有不同的尺寸、形状和内部化学性质。所用电池的具体类型取决于所制造的型号;例如,特斯拉的 Model S 和 X 变体使用松下制造的 18650 锂离子电池。这些电池的尺寸是一个关键信息,因为它表明了它们的大小和形状。每个 18650 电芯直径为 18 毫米,高为 65 毫米,其命名法可以洞悉其尺寸和内部结构。电芯以串联和并联连接的方式排列,从而形成一个模块。电池组的设计和所用电芯类型会显著影响汽车的整体性能。特斯拉 Model S 电池组:技术特性详细分析特斯拉的电池组(用于 Model S)由松下与特斯拉合作开发,专为电动汽车 (EV) 应用而设计。该电芯的主要特性如下:| 参数 | 规格 | | --- | --- | | 容量 | 3.4 Ah | | 电芯能量 | 12.4Wh | | 标称电压 | 3.66 V | | 体积能量密度 | 755 Wh/L | | 重量能量密度 | 254Wh/Kg | | 内阻 | 30m Ohm | | 电芯质量 | 49g | | 电芯体积 | 0。0165L | 特斯拉 Model S 电池组由多个称为模块的较小电池组成,每个模块采用 6S 74P 配置。这意味着六个电池串联连接,每个系列都有 74 个电池并联连接。每个模块的额定连续电流为 500A,峰值电流为 750Amps。电池组采用液体冷却来维持其温度并防止过热,过热可能导致热失控和火灾危险。冷却系统使用热交换器管道,该管道将冷却液输送到模块内部。 ### 引线键合技术的优势 特斯拉 Model S 电池组中使用的引线键合技术有几个优点: * 连接过程中不会向电池引入热量。 * 导线充当安全保险丝,在电池发生故障时提高整个系统的安全性。 * 它提高了可制造性。 ### 引线键合技术的缺点 但是,这种技术也有一些缺点: * 由于增加了导线,它增加了电阻。 * 它会在系统中产生热量,从而降低运行效率。 * 电池模块的规格如下:| 参数 | 规格 | | --- | --- | | 标称电压(电池模块) | 22.8V/模块 | | 充电截止电压(电池模块) | 25.2V/模块 | | 放电截止电压(电池模块) | 19.8/模块 | | 最大放电电流(10 秒) | 750 安培 | | 高度 | 3.1 英寸 | | 宽度 | 11.9 英寸 | | 长度 | 26.2 英寸 | | 重量 | 55 磅 | 热管理系统是一项关键的安全功能,它通过去除电池组内部的热量来确保电池组的温度保持在一定阈值内。### 图片参考本文中的一些图片取自 EV Tech Explained,这是一个提供深入解释电动汽车技术的频道。特斯拉电池组的关键在于将各个电池彼此隔离。在弯道处,Kapton 胶带可确保最佳绝缘效果。水乙二醇溶液用作冷却剂,当冷却剂流过电池组时,温度会升高。下图显示了高强度测试后电池模块内不同点的温度波动。蓝线表示冷却剂入口,红线表示出口。图中还显示了最大和最小电池温度。测试最初设置为 20°C,涉及 250 安培充电和放电循环。如图所示,模块之间存在低温偏差。保持相似的温度至关重要,因为它会影响内部电阻和整体电池组特性。冷却剂管的波浪形设计增加了表面积和封装效率。电池组本身作为结构构件,位于汽车底部。它为车辆提供刚性和强度,降低重心并改善平衡性和稳定性。每个凹槽可容纳一个电池模块,纵向构件可加强底盘的抗冲击和侧弯能力。内部构件为模块放置创建网格,同时提高基础强度和物理刚度。如果发生火灾,它们会将模块彼此隔离。下图显示了所有 16 个模块的放置位置。高压母线连接在上方,红点表示正极连接,黑色表示负极连接。母线由厚铜镀锡板制成。电池管理系统 (BMS) 对于安全、监控过充、过放、充电状态、放电状态、温度等至关重要。下图显示了基于德州仪器 bq76PL536A-Q1 3 至 6 串联锂离子电池监控器和二次保护的特斯拉 Model-S BMS。BMS 集成到每个模块中,监控电池寿命、温度和其他因素。特斯拉 Model S 的电池监控系统 (BMS) 通过充电放电循环监控电池,并使用 SPI 与其他串联 BMS 模块进行数据通信。每个模块的 BMS 都充当从属设备,通过隔离屏障与主 BMS 通信,主 BMS 控制主接触器并通过 CAN 总线与 ECU 和充电器通信。使用连接到并联连接板的电线测量电池电压。假设 BMS 图片中每个串联连接的 6 个监控 IC 来自 TI,可以菊花链连接一条通信线路,可能是由博世开发的,该系统的复杂性和工程工作量是显著的,特别是在设计模块和电池组时,它们也用于结构目的,增强了车辆的稳定性和机动性。使用的高质量电池有助于满足对二次使用的需求,由于特斯拉提供的信息在互联网上可以找到,因此很难验证它。通过隔离屏障与控制主接触器的主 BMS 进行通信,并通过 CAN 总线与 ECU 和充电器进行通信。使用连接到并联连接板的电线测量电池电压。假设 BMS 图片中每个串联连接的 6 个监控 IC 来自 TI,可以菊花链连接一条通信线路,可能是由博世开发的,该系统的复杂性和工程工作量是显著的,特别是在设计模块和电池组时,它们也用于结构目的,增强了车辆的稳定性和机动性。使用的高质量电池有助于满足对二次使用的需求,由于特斯拉提供的信息在互联网上可用,因此很难验证它。通过隔离屏障与控制主接触器的主 BMS 进行通信,并通过 CAN 总线与 ECU 和充电器进行通信。使用连接到并联连接板的电线测量电池电压。假设 BMS 图片中每个串联连接的 6 个监控 IC 来自 TI,可以菊花链连接一条通信线路,可能是由博世开发的,该系统的复杂性和工程工作量是显著的,特别是在设计模块和电池组时,它们也用于结构目的,增强了车辆的稳定性和机动性。使用的高质量电池有助于满足对二次使用的需求,由于特斯拉提供的信息在互联网上可用,因此很难验证它。