桥梁模型测试仪

2016（第五届）国际桥梁与隧道技术大会关于举办“2016（第五届）国际桥梁与隧道技术大会”的通知 桥梁与隧道是我国基础设施产业，是拉动国民经济增长的主要动力之一。在“一带一路”战略将从顶层设计和规划走向逐步落实之际，2016（第五届）国际桥梁与隧道技术大会拟定于2016年5月25-26日在中国上海隆重召开。本届大会汇聚800多位国内外路桥隧工程行业的高层及精英，为组织建设好“十三五”重大项目，共商我国经济社会发展对交通运输的需求以及现今发展方式与内容的阶段性特征，以战略思维来审视今后一个时期的发展重点，在公路、桥梁、隧道工程领域，坚持“创新引领、建养并重”，以国际的眼光、全方位视角进行战略与技术层面的深入探讨。“2016（第五届）国际桥梁与隧道技术大会”将持续为推动我国路桥隧产业的经济与建设融合发展，搭建产业内首屈一指的平台。“2016(第五届）国际桥梁与隧道技术大会”诚邀您拨冗莅临，与行业精英、相关领域专家学者、施工企业以及相关材料和设备的企业代表等业内嘉宾于2016年5月25-26日，相约上海！一、大会概况时间：2016年5月25-26日地点：中国·上海光大国际会展中心二、组织机构主办单位：上海市土木工程学会 同济大学土木工程学院协办单位：中国土木工程学会隧道及地下工程分会 中国土木工程学会市政工程分会 中国公路学会桥梁和结构工程分会 中国工程机械工业协会掘进机械分会 中国土木工程学会桥梁及结构工程分会 盾构及掘进技术国家重点实验室特别支持单位：国际隧道协会（ITA）同期活动：2016中国国际桥梁与隧道工程技术装备展览会承办机构：上海闻鼎信息科技有限公司承办媒体：闻鼎传媒《桥梁与隧道》杂志特别支持媒体：隧道建设 中国知网隧道网官方网站：www.IBTCevents.com三、大会主题与报告内容主题：大规模路桥隧工程建设与设备创新规模：800人“一带一路”路桥隧工程规划“十三五”综合交通规划及路桥隧技术创新中国盾构机市场前景与需求分析路桥隧工程投融资模式实践应用分析国内外典型综合路桥隧工程项目群设计理念与施工技术建养护一体化创新体系在路桥隧工程中的应用隧道掘进机施工技术、设施配套及其国产化桥梁长期性能和抗风、抗震及灾害预防研究新进展路桥隧工程监测运营中健康监测系统的应用及关键问题探讨路桥隧工程中最新技术、新设备、新材料的应用创新科技推动路桥隧工程可持续发展典型路桥隧事故案例分析四、大会学术委员会及组织委员会（按姓氏笔画排列）大会学术委员会名誉主席: 孙 钧主 席:王梦恕副 主 席: 葛耀君顾问委员：凤懋润、王振信、杜彦良委 员:尹海卿、朱雁飞、何 川、陈 馈、张 焰、张喜刚、 张克强、张鹏飞、张自太、邵长宇、宋振华、陈湘生、 陈韶章、孟凡超、林 鸣、周 良、竺维彬、郑国雄、 郭陕云、洪开荣、俞 琚、曹文宏、高宗余、徐恭义、 董必钦大会组织委员会主 席:应名洪副 主 席: 阮宝君、周文波、顾伟华、顾祥林委员: 唐海英、傅德明、白云、林家祥、赵君黎、孙羹尧、邓艳五、联系方式http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191701_669973_2262323_3.png

http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/03/201703171058_01_3182239_3.jpg为提升我国桥隧建设整体安全水平和促进桥隧行业创新和可持续发展，2017（第六届）国际桥梁与隧道技术大会将于2017年5月25-26日在上海召开，本届大会以“深入推进基础设施工程信息化”为主题，将汇聚800余位国内外路桥隧工程行业的高层及精英共襄盛会，关注路桥隧重大工程项目，从产业链各个环节进行探讨，切实推进路桥隧学术研究与技术创新。同期举办2017中国国际桥梁与隧道工程技术装备展，为国内外业内人士搭建首屈一指的展示平台，更好的推动我国路桥隧技术的发展。一、大会主题：深入推进基础设施工程信息化二、会议时间、地点会议时间: 2017年5月25-26日 会议地点: 中国·上海光大国际大酒店三、组织结构主办单位：中国工程院土木、水利与建筑工程学部 上海市土木工程学会 同济大学土木工程学院协办单位: 中国土木工程学会桥梁及结构工程分会 中国土木工程学会隧道及地下工程分会 中国土木工程学会市政工程分会 中国岩石力学与工程学会岩土工程信息技术与应用分会 中国公路学会桥梁和结构工程分会 中国工程机械工业协会掘进机械分会 盾构及掘进技术国家重点实验室 中国工程院院刊-Frontiers of Structural and Civil Engineering （FSCE）《结构与土木工程前沿》支持单位：国际隧道协会（ITA）承办单位: 上海闻鼎信息科技有限公司承办媒体: 《桥梁与隧道》杂志官方网站: www.IBTCevents.com四、日程安排时间内容安排5月24日签到5月25日开幕论坛5月25日下午主论坛 & 高峰对话：桥隧产业化发展机遇与挑战5月26日桥梁与道路工程专题论坛隧道与地下工程及装备专题论坛 五、大会部分拟邀嘉宾王梦恕 中国工程院院士，北京交通大学教授杜彦良 中国工程院院士，石家庄铁道学院副校长葛耀君 同济大学桥梁工程系教授，国际桥协副主席郭陕云 中国土木工程学会隧道及地下工程分会名誉理事长赵宪忠 同济大学土木工程学院院长朱合华 同济大学土木工程学院教授何 川 西南交通大学校长助理、科学技术发展研究院院长朱瑶宏 宁波市轨道交通副总指挥、总工程师洪开荣 中铁隧道集团公司总工程师陈湘生 深圳地铁集团有限公司总工程师程永亮 中国铁建重工集团有限公司总经理、总工程师王杜娟 中铁工程装备集团有限公司总工程师宋神友 深中通道管理中心总工程师曹文宏 上海市隧道工程轨道交通设计研究院副院长朱雁飞 上海隧道股份工程有限公司总工程师杨国伟 上海轨交13号线发展有限公司总工程师钟长平 广州轨道交通建设监理有限公司副总经理齐梦学 中铁十八局集团隧道工程有限公司副总经理吴煊鹏 中铁十六局集团有限公司副总工程师姜 弘 上海市城市建设设计研究总院副总工程师袁木林 吉林省水务集团有限公司工程建设与管理部部长梁文灏 中国工程院院士，中国铁道建筑总公司副总工程师秦顺全 中国工程院院士，中铁大桥勘测设计院董事长傅德明 上海市土木工程学会秘书长赵君黎 中国公路学会桥梁和结构工程分会副秘书长宋振华 中国工程机械工业协会掘进机械分会秘书长肖汝诚 同济大学桥梁工程系教授孙利民 同济大学桥梁工程系副主任，教授卜一之 西南交通大学土木工程学院桥梁工程系教授潘东发 中铁大桥局集团有限公司总工程师张喜刚 中国交通建设股份有限公司总工程师高宗余 中铁大桥勘测设计院集团有限公司总工程师韩振勇 天津城建集团总工程师、天津城建设计院董事长Mark Wallace 香港ARUP基础设施部主管，2018ACCUS主席Mr. Michael Lim 新加坡陆路交通管理局董事会主席Soren Degen Eskesen ITA主席马 骉 上海市政工程设计研究总院副总工程师赵达斌 中铁山桥集团有限公司副总经理周 良 上海市城建设计研究总院副院长、总工程师方明山 港珠澳大桥副总工程师、教授级高级工程师田启贤 中铁大桥科学研究院有限公司总经理张永涛 中交第二航务工程局有限公司研发中心总经理 六、大会部分议题主论坛桥隧产业化发展机遇与挑战国内外典型综合路桥隧工程项目群设计理念与施工技术现代桥梁和隧道的设计理念及发展前景中国公路钢桥建设情况及政府指导意见介绍公路、地铁建设运营维护信息化中国盾构机市场前景与需求分析建设维护一体化创新体系在路桥隧工程中的应用路桥隧工程投融资模式实践应用分析 桥梁与道路工程专题论坛大型跨海桥梁工程技术热点问题大跨径桥梁的设计与施工—沪通铁路长江大桥工程沪通长江大桥主桥沉井施工关键技术峡谷跨径世界第一的云南龙江特大桥关键技术突破宁波梅山春晓大桥先进设计理念桥梁全预制拼装技术研究与实践桥梁抗震、加固及耐久性研究和应用港珠澳大桥全寿命周期管理基础设施大数据平台与桥隧运营维护桥梁安全运行大数据采集及处理关键技术研究及装置桥梁防水、防腐工程新技术、新工艺及新材料的应用与发展隧道与地下工程及装备专题论坛北横通道地下道路工程施工技术“集约、高效”理念在诸光路通道工程中的设计体现珠海横琴隧道工程施工技术吉林引松供水工程关键技术突破非开挖新技术在地下工程的开发和应用珠三角城际铁路穿越深圳机场盾构施工技术复杂地质下TBM卡机处理方法及地质预报系统春风隧道超大直径盾构机选型探讨蒙华铁路马蹄形盾构机研制及应用轨道交通建设管理信息化集成——基于BIM，超越BIM深圳地铁施工关键技术及信息化运营管理青岛地铁安全风险监控与管理基坑工程风险预警自动化系统及安全管理系统基于全生命周期理念的隧道及地下工程建养技术隧道病害分析、预防性维护及快速抢修技术隧道通风、防水、防火新技术、新材料详情请搜索2017国际桥梁与隧道技术大会

[color=#cc0000][size=18px]摘要：本文特别针对圆柱形锂离子电池的径向导热系数，开展了测试方法研究。在不破坏电池和只有电池圆周外表面的边界条件下，分别采用了恒温和恒流两种测试方法建立了相应的测试模型和解析表达式，并通过有限元仿真来验证了测试模型和解析表达式的准确性，为测试仪器的设计提供了有效指导，为在其他规格锂电池热性能测试中的推广有重大意义。[/size][/color][hr/][size=24px][color=#cc0000]1. 问题的提出[/color][/size][size=18px]　　锂离子电池有多种规格和外形尺寸，所以锂电池的热性能参数测量会涉及多种测试方法和测试仪器设备。我们首先选择圆柱形锂离子电池的热性能测试开展研究，特别是针对圆柱形锂离子电池径向导热系数测试技术开展研究，主要出于以下几方面的考虑：[/size][size=18px]　　（1）圆柱形锂离子电池是目前最常见的电池类型之一，应用十分广泛，而圆柱形锂电池径向导热系数测试技术并未成熟，国内外都还处于阶段，所报道的各种测试方法误差较大，无法满足电池热模型和热管理的需求。[/size][size=18px]　　（2）锂电池的圆柱形结构非常特殊，特别在径向方向上只有一个圆周面，在不破坏电池条件下进行热性能测试，则只有一个圆周外表面能用来进行产生相应的测试边界条件，这往往是热性能参数测试技术中难度最大的测试。如果能够在圆柱形电池径向方向实现热性能参数测试，并能够达到满足的测量精度，则可以将测试技术很容易推广应用到棱柱形和袋装电池。[/size][size=18px]　　（3）圆柱形锂离子电池中的自热热量通常是最低的，要低于棱柱形和袋装电池中的热量。同样，所研究的测试方法如果能够在热量较低的圆柱形锂电池上获得满意的测量精度，则可以在棱柱形和袋装电池的高热量测量中得到更高的测量精度。[/size][size=18px]　　（4）另外，通过圆柱形锂离子电池径向导热系数测试技术的研究，可以尝试实现锂电池热性能测试仪器的多功能化、模块化、快速化和低造价。[/size][size=18px]　　本文将特别针对圆柱形锂离子电池的径向导热系数，开展测试方法研究。在无损电池和只有电池圆周外表面的边界条件下，建立相应恒温和恒流两种测试模型和解析表达式，并通过有限元仿真来验证测试模型和解释表达式的准确性，预期为测试仪器的设计提供有效指导。[/size][size=24px][color=#cc0000]2. 圆柱形锂电池径向导热系数测试解析模型[/color][/size][size=18px]　　根据圆柱形锂电池的内部结构和传热方向，圆柱形锂电池的径向传热方式都是一个典型的径向圆周四散方式，因此采用柱坐标形式来描述圆柱形电池的测试模型，如图2-1所示，而其他形式的测试模型都无法准确描述圆柱形电池的传热方式。对于一个半径为R、高度为H的圆柱形锂电池，其径向导热系数测试的边界条件只能产生在r = R处的圆周外表面上。[/size][align=center][size=18px][img=,250,311]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070846574960_9557_3384_3.png!w533x664.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=18px][color=#cc0000]图2-1 圆柱形锂电池径向导热系数测试模型[/color][/size][/align][size=18px]　　如果假设圆柱形电池的上下两个端面为绝热面，那么电池外表面上的边界条件无外乎传热学中的三类边界条件，即恒定温度、线性升温和交变温度。由于被测电池尺寸相对较大，而且交变温度这种第三类边界条件的较难实现和解析模型非常复杂，因此我们只针对恒定温度和线性升温这第一和第二类边界条件开展相应的测试方法研究。[/size][size=18px]　　对于图2-1所示的柱坐标径向加热情况，热量仅沿径向流动。因此，温度分布在空间上是一维的，热流也是一维热流，并假设径向导热系数是均匀的，并且在较小的温度区间内与温度无关。[/size][size=18px][color=#cc0000][b]2.1. 第一类边界条件：恒温测试解析模型[/b][/color][/size][size=18px]　　第一类边界条件是表面温度恒定，也就是在测试过程中，起始温度为T0的电池突然放置在温度Ts的环境中，而且此环境温度要高于起始温度T0，并保持恒定不变，由此热量通过电池径向进行传递，而在电池两个端部处于绝热状态。[/size][size=18px]　　以第一类边界条件进行的恒温测试，这里假设圆柱形电池是一个无限长棒传热模型，电池内的热传导方程为：[/size][align=center][size=18px][img=,690,128]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070851382180_6133_3384_3.png!w690x128.jpg[/img][/size][/align][size=18px]　　其中T(r,t)是电池内坐标r处在时刻的温度，ρ、kr和Cp分别是电池的密度、径向导热系数和比热容。那么方程(1)的解为：[/size][align=center][size=18px][img=,690,100]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070852022891_578_3384_3.png!w690x100.jpg[/img][/size][/align][size=18px]　　特征值λn由方程J0(λn)的根获得，J0表示第一类0阶贝塞尔函数。[/size][size=18px]　　当加热时间足够长之后，方程(2)可以简化为：[/size][align=center][size=18px][img=,690,75]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070852313819_8684_3384_3.png!w690x75.jpg[/img][/size][/align][size=18px]　　其中αr=kr/(ρCp)为径向热扩散系数。对方程（3）两端去对数后，得：[/size][align=center][size=18px][img=,690,69]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070853086401_7706_3384_3.png!w690x69.jpg[/img][/size][/align][size=18px]　　由此可见，方程（4）是一个随时间变化的线性方程，通过其斜率m中包含着感兴趣的径向热扩散系数。对于圆柱形电池这种柱状坐标内的热传递，此时A1=1.6021，λ1=2.4048，那么方程（4）的斜率为：[/size][align=center][size=18px][img=,690,53]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070853455432_5404_3384_3.png!w690x53.jpg[/img][/size][/align][size=18px]　　由此，可以通过测量获得内部温升变化数据，经过对数转换后得到一条直线，由此直线的斜率就可以通过方程（5）计算得到电池的径向热扩散系数。[/size][size=18px]　　在测试过程中不允许破坏圆柱形锂电池，因此在实际测试中并不能在电池内部上插入温度传感器获得T(r,t)测量值，但可以采用热流传感器在电池外表面获得热流随时间变化曲线。同样，通过对此恒温加热过程中的热流密度变化曲线取对数，其对数随时间的变化曲线也是一条斜率为方程（5）的直线。具体推导过程不再详述。[/size][size=18px]　　在此恒温测试过程中，电池比热容随温度的变化为：[/size][align=center][size=18px][img=,690,39]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070854129544_7533_3384_3.png!w690x39.jpg[/img][/size][/align][size=18px]　　其中A代表电池圆周侧面受热面积，q(t)代表热流计检测的热流密度，m代表圆柱形电池的质量，dT/dt代表升温速率。[/size][size=18px]　　假设在此温度变化范围内比热容是一个与温度无关的常数，那么在圆柱形电池从起始温度投入到环境温度T0中并最终达到稳定，则有：[/size][align=center][size=18px][img=,690,58]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070854434347_7090_3384_3.png!w690x58.jpg[/img][/size][/align][size=18px]　　这样，通过得到的径向热扩散系数和比热容，结合圆柱形电池密度ρ的单独测量值，则可以计算得到径向导热系数kr：[/size][align=center][size=18px][img=,690,39]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070854588515_1777_3384_3.png!w690x39.jpg[/img][/size][/align][size=18px][color=#cc0000][b]2.2. 第二类边界条件：线性升温测试解析模型[/b][/color][/size][size=18px]　　第二类边界条件是表面温度线性升温，也就是在测试过程中，电池外表面加载恒定热量来加热电池，并假设在整个加热过程中恒定热量不会随时间发生损失。另外由于圆柱形电池是轴心对称结构，电池四周侧面加热形式会使得电池轴心线上是一个绝热状态。由此，电池内的热传导方程和相应的边界条件为：[/size][align=center][size=18px][img=,690,209]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070855152111_5660_3384_3.png!w690x209.jpg[/img][/size][/align][size=18px]　　其中θ(r,t)是高于起始温度T0的温升θ(r,t)=T(r,t)-T0，T(r,t)是电池内坐标r处在时刻t的温度，ρ、kr和Cp分别是电池的密度、径向导热系数和比热容。[/size][size=18px]　　由于只有恒定热流进入系统，没有任何热损失，这个测试模型并没有一个稳定的解，从理论上讲，电池温度会随着时间不断上升。实际上，随着加热时间的增大，辐射等效应会限制电池温度的无限升高，而电池的热性能测试只在相对较低的温度范围内进行，辐射等效应可以忽略不计。因此，θ(r,t)的表达式可以通过电池的平均温度（用θm(t)表示）必须随时间线性上升而导出。已经证明，对于这种表面温度线性变化的瞬态问题，由θ(r,t)减去θm(t)得到的子问题有一个解，该解包括稳态分量s(r)和指数衰减瞬态分量w(r,t)。[/size][size=18px]　　平均温升θm(t)可通过考虑电池质量的总比热容来确定。通过使用线性叠加和特征函数展开来解决剩余的子问题，最终的解被导出为：[/size][align=center][size=18px][img=,690,155]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070855468233_8537_3384_3.png!w690x155.jpg[/img][/size][/align][size=18px]　　方程（10）表明，在电池中任意处的温升有三个分量：第一即随时间线性增加的分量，其斜率与比热容成反比；第二是一个随时间不变的空间变化项，与径向导热系数成反比；第三是指数衰减项，其时间常数与径向热扩散系数成反比，当时间常数足够大之后，也就是说加热时间足够长，第三项的指数衰减项可以忽略不计，也就是说此时电池内部温度变化进入了准稳态过程。一般来说，对于第二类边界条件的传热问题，基本上都是一个准稳态问题。[/size][size=18px]　　在测试过程中探测的是电池表面（r=R）温度，在进入准稳态过程后，那么方程(10)可以改写为：[/size][align=center][size=18px][img=,690,63]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070856126333_2457_3384_3.png!w690x63.jpg[/img][/size][/align][size=18px]　　由此可见，在进入准稳态过程后，电池表面的温升随时间变化将是一个以时间为变量的线性函数。对于这种恒定热流径向加热的测量方法，如果电池密度可以单独测量，并假设在小的温度范围内密度不随温度发生变化，那么就可以利用此线性温升函数的斜率和截距同时测定电池的比热容和径向导热系数。[/size][size=24px][color=#cc0000]3. 有限元仿真模拟[/color][/size][size=18px]　　从上述获得的不同边界条件时的表面温度解析表达式，可以采用恒温和恒流两种不同测试方法来实现对电池径向导热系数和比热容的测量。依据测试方法进行测试仪器设计和实施具体测试试验前，还需进行有限元仿真模拟计算，一方面是验证测试模型的准确性，另一方面是确定被测电池样品之外其他辅助测量部件对测试模型的影响，由此对测试仪器设计、具体试验方法和校准修正进行指导。[/size][size=18px]　　在有限元仿真模拟中，选择了与电池热性能相近的各向同性塑料类材料。这样做的目的一方面是有准确和可溯源的材料，另一方面是可以采用其他测试方法（如瞬态平面热源法和热流计法等）对这些材料进行准确测量以便于对比。所选材料为ABS塑料，其密度为1020kg/m3，导热系数为0.2256W/mK，比热容为1386J/kgK。有限元仿真为随时间变化的瞬态形式，起始温度为20℃，总加热时间为600s。[/size][size=18px][color=#cc0000][b]3.1. 恒温加热测试方法的模拟[/b][/color][/size][size=18px]　　在恒温加热测试的仿真模拟中，为缩小瞬态仿真的计算量，根据圆柱形电池的轴对称性取圆柱形电池的四分之一进行仿真。仿真对象完全按照18650圆柱形电池尺寸设计（直径26mm，高度65mm），考虑到要在电池表面安装薄膜热流计，设计了一个厚度为0.1mm的纯铜圆筒来代表实际测试中紧贴电池表面的绝缘膜和薄膜热流计等，最终设计的测试仿真模型如图3-1所示。[/size][align=center][size=18px][img=,200,442]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070848153976_8892_3384_3.png!w323x715.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=18px][color=#cc0000]图3-1 有限元仿真模型[/color][/size][/align][size=18px]　　当圆柱形电池从起始温度20℃开始在表面温度突然提升至25℃后，在电池整体达到温度稳定后降温至20℃。对于这个完整的加热过程，仿真结果如图3-2所示，显示了仿真计算得到的电池轴心温度和电池表面热流密度随时间变化曲线。图3-3显示了表面热流密度变化曲线及其对数形式的对比。[/size][align=center][size=18px][img=,690,407]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070848451495_7520_3384_3.png!w690x407.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=18px][color=#cc0000]图3-2 恒温加热方法有限元仿真结果：电池轴心温度和表面热流密度变化曲线[/color][/size][/align][align=center][size=18px][color=#cc0000][img=,690,407]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070849029885_9003_3384_3.png!w690x407.jpg[/img][/color][/size][/align][align=center][size=18px][color=#cc0000]图3-3 恒温加热方法有限元仿真结果：表面热流密度变化曲线及其对数形式[/color][/size][/align][size=18px]　　从图3-3可以看出，电池表面热流密度曲线的对数形式是一条直线，其斜率为0.005323。根据方程（5），则可以计算得到径向热扩散系数为1.556×10-7m2/s，与仿真计算的理论值1.596×10-7m2/s相差了2.5%。同样，对获得的表面热流密度按照时间进行积分，根据方程（7），则可以计算得到比热容为1378J/kgK，与仿真计算的理论值1386J/kgK相差了0.6%。根据仿真得到的热扩散系数和比热容，则可以计算的电池径向导热系数为0.2186W/mK，与理论值0.2256W/mK相差了3.1%。[/size][size=18px]　　从上述仿真结果可以明显看出，电池径向导热系数测量结果的误差主要来自径向热扩散系数，这是因为在仿真计算的测试模型中考虑了铜制薄膜所带来的影响。如果不考虑铜制薄膜而只对电池本身进行仿真，径向热扩散系数的相对误差为1.3%，比热容的相对误差为0.1%，径向导热系数的相对误差为1.3%。[/size][size=18px]　　通过以上恒定温度测试方法的仿真模拟，可以得到以下结论：[/size][size=18px]　　（1）证明了恒定温度测试方法的有效性，证明了用方程（5）可测量径向热扩散系数，用方程（7）可测量比热容，以及最终准确得到径向导热系数，并具有很高精度。由此可以实现只需检测圆柱形电池表面热流变化就可以同时测量电池的径向热扩散系数、径向导热系数和比热容。[/size][size=18px]　　（2）恒定温度测试方法的一个显著特点是加热温度可以任意设定，即可以在一个较窄的温度区间内（如1℃范围）测试相应的导热系数和比热容，并通过温度的台阶式不断升高来覆盖较大温度范围导热系数和比热容的测量。另外，这个能力一方面可以用来测量整个被测样品内部相变过程中的热性能，另一方面可用来代替绝热量热计进行电池热失控测量。[/size][size=18px]　　（3）通过仿真发现，在测试仪器设计和实际测试过程中，要考虑除电池之外的其他部件（如薄膜热流计、加热膜、均热膜和绝缘膜等）对测量的影响。因此，在实际测试过程中，要进行修正和校准，以最大限度消除这些影响。[/size][size=18px]　　（4）恒定温度测试方法中，测量径向热扩散系数的误差较比热容的误差略大，虽然都可以获得较高的测量精度，而比热容的测量精度更高。[/size][size=18px]　　（5）这种恒定温度测试方法的另一个特点是测试时间较长，一个温度步长的测量就需要近40分钟，如果采用多温度步长来覆盖较宽的温度区间，则需要更长测试时间。[/size][size=18px][color=#cc0000][b]3.2. 恒流加热测试方法的模拟[/b][/color][/size][size=18px]　　在恒流加热测试方法的仿真模拟中，同样采用图3-1所示的仿真模型，但边界条件是恒流加热方式。当设定加热功率为0.3W时，仿真结果如图3-4所示。[/size][align=center][size=18px][color=#cc0000][img=,690,468]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070849223050_1234_3384_3.png!w690x468.jpg[/img][/color][/size][/align][align=center][size=18px][color=#cc0000]图3-4 恒流加热方式有限元仿真结果[/color][/size][/align][size=18px]　　图3-4所示的仿真结果显示了电池中心轴线和外表面温度随时间的变化，为了便于观察还显示了内外温度差。从内外温差曲线可以看出，在开始加热的400s后，温差曲线开始保持恒定不再变化，完全进入了准稳态过程，400s以后的外表面温度随时间变化呈现出线性状态。线性拟合400s后的表面温升曲线，得到一个标准的线性方程θ(R,t)=0.0237t+3.0094。由方程（11）可以得到：[/size][align=center][size=18px][img=,690,66]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/06/202006070856479346_3131_3384_3.png!w690x66.jpg[/img][/size][/align][size=18px]　　根据已知的热流密度Q、电池半径R和密度ρ，则可以同时获得电池的径向导热系数和比热容，分别为0.2376W/mK和1400J/kgK。[/size][size=18px]　　将仿真模拟的计算结果与设定值比较可以发现，仿真结果得到的导热系数偏差约5%，比热容则偏差约1%。这种偏差主要是由于代入计算的0.3W加热功率并没有完全用来加热电池，部分功率用于加热了铜膜。[/size][size=18px]　　对仿真测试模型进行更改，去掉铜膜，使0.3W加热功率完全作用在电池上，此时得到的径向导热系数和比热容分别为0.2269W/mK和1380J/kgK，与设定值相比误差在0.5%左右，完全与设定值吻合。[/size][size=18px]　　通过上述恒定热流测试方法的仿真模拟，可以得到以下结论：[/size][size=18px]　　（1）证明了用方程（11）描述准稳态过程中电池表面温升是合理的，由此实现了只需检测电池表面温度变化就可以同时测量电池的径向导热系数和比热容。[/size][size=18px]　　（2）需要注意的是，用方程（11）得到的径向导热系数和比热容，是整个温升范围内的平均导热系数和平均比热容，并不是某一个温度点下的热性能数值。由于整个温升区间较小，认为在此温度区间内导热系数和比热容是常数。[/size][size=18px]　　（3）测试仪器设计和实际测试过程中，要考虑除电池之外的其他部件（如加热膜、均热膜和绝缘膜等）对测量的影响，这些部件因自身热容会损耗掉一部分加热功率。因此，在实际测试过程中，要进行修正和校准，以最大限度消除这些影响。[/size][size=18px]　　（4）径向导热系数测试对上述其他部件的影响最为敏感，比热容测试则并不敏感，这就是径向导热系数准确测量的难度所在。[/size][size=24px][color=#cc0000]4. 结论[/color][/size][size=18px]　　特别针对圆柱形锂离子电池径向导热系数测试技术开展了研究，建立了简单易操作的测试方法，并用有限元仿真对测试方法进行了验证，整个研究工作得出以下结论：[/size][size=18px]　　（1）针对圆柱形锂离子电池径向导热系数，建立了恒温和恒流两种测试时模型和相应的测试方法。有限元仿真模拟证明了这两种测试方法都具有很高的测量精度，完全可以应用在实际测试中，这对锂离子电池的热性能测试有着重要意义。[/size][size=18px]　　（2）建立的两种测试方法，都可以通过一次升温试验就可以获得径向导热系数、径向热扩散系数和比热容数值。特别是恒温测试方法还可以进行宽温区范围的热性能参数随温度变化的测量，甚至可进行整个相变过程中的热性能测量。[/size][size=18px]　　（3）建立的等温测试方法，已经基本具有了常用的加速绝热量热仪的功能，可代替和补充加速绝热量热仪进行电池的热失控检测。[/size][size=18px]　　（4）建立的两种测试方法简单且易于实现，试验操作方便，非常适合电池性能考核中其他变量的加载，如电池充放电过程中的热性能检测。[/size][size=18px]　　（5）圆柱形锂电池径向导热系数测试方法上的突破，可将恒温和恒流两种测试方法推广应用到其它规格锂离子电池的热性能测试中，可进行各种加载条件和各个方向上的锂电池热性能测试。[/size][size=18px]　　（6）所研究的恒温和恒流两种测试方法原理简单，边界条件易于实现，非常有利于低价仪器化和模块化，以及与其他测试仪器的集成。[/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

“2017（第六届）国际桥梁与隧道技术大会”将于2017年5月25-26日隆重召开，为强化本届大会学术交流成果在国际范围内的传播与交流，突出学术性、专业性和国际性，增强桥隧大会的品牌影响力，值此各项组织工作顺利推进之际，大会承办方上海闻鼎公司特组织召开了一场意义重大的讨论会。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/03/201703291106_01_3182239_3.jpg2017年3月15日上午，桥隧大会主办方代表中国工程院唐海英主任（视频参与）、上海市土木工程学会傅德明秘书长、同济大学葛耀君教授、朱合华教授以及行业专家杨国伟总工等人参与了本次会议，会议由承办运营方闻鼎公司董事总经理邓艳女士主持，现场讨论热烈，各位专家、教授纷纷提出了建设性指导意见，为桥隧大会的组织工作及未来的发展方向提供了方向性指引。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/03/201703291106_02_3182239_3.png 图为筹备会现场 会议开场，中国工程院土木、水利与建筑工程学部办公室唐海英主任代表主办方提出建议，“IBTC桥隧大会”对于主办单位和承办单位有着不同的目标，会议的成功举办和会议品牌的建立需均衡各方的需求和目标，对于工程院和同济大学土木工程学院而言，桥隧大会作为学术交流平台的目标更为明确，故而应该强调其学术性、专业性、国际性；对于上海市土木工程学会而言，聚集行业资源，实现信息、技术交流共享，增强学会影响力，从而更好服务于学会会员，则是学会的目标和动力；对于闻鼎公司而言，品牌影响力应放在首位，其次是作为企业应该保证一定的盈利能力。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/03/201703291107_01_3182239_3.png 图为葛耀君教授紧接着针对国际性问题，各位专家、教授提出各自的建议，同济大学桥梁工程系葛耀君教授建议邀请6-8位国际权威专家出席会议并作主旨报告，并主动提出可以邀请1-2位外籍专家出席，同时建议，对于下一届桥隧大会的组织，组委会需提前1-2年进行规划和邀请工作，以期真正实现中国举办的桥隧界国际顶级盛会。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/03/201703291108_01_3182239_3.png 图为朱合华教授中国工程院院刊——《结构与土木工程前沿》执行主编、同济大学朱合华教授建设性提出，本届桥隧大会可以开设国际专场，接下来会着手邀请国际编委参与会议发言，以增强国际传播和影响力。会议讨论的第二个重点则是关于主题的探讨，专家建议本届桥隧大会主题由“深入推进基础设施工程信息化”改为“基础设施建设与信息化”。对于目前的议程安排，各位专家提出一致看法，桥隧大会议程及内容安排，需紧密结合信息化主题，接下来可重点邀请信息化领域部分权威专家参与，突出重点和亮点，既要保留桥隧大会成功举办五届的重要内容如工程建设，同时每届活动要有新的尝试和突破，既要把握桥隧行业全产业链发展脉络，邀请产业链各方参与，也要发掘被行业忽略但十分重要的内容如运维端相关专家的技术与经验。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/03/201703291108_02_3182239_3.png 图为杨国伟总工尤其是上海轨道交通十三号线杨国伟总工，长期从事BIM技术研发及应用，对信息化有着独到的看法和见解。他提出，目前工程界可以称之为信息化专家的人还未被广泛熟知，我们需邀请到这部分专家的参与，才能正真做到以信息化为主题，这对桥隧大会提出了新的要求，组委会也将群策群力实现这一目标。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/03/201703291108_03_3182239_3.png 图为傅德明秘书长接着，上海市土木工程学会傅德明秘书长和葛耀君教授分别针对隧道专题论坛和桥梁专题论坛具体报告作了一一划分，最终结合众多专家建议，桥隧大会模块化、专业化、国际化方向逐渐明晰，接下来，组委会将根据本次会议的讨论成果，重点针对四大模块展开内容调整，即：信息化模块、工业化模块、运维模块、工程建设模块，并将考虑开设为期半天的国际化专场会议。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/03/201703291108_04_3182239_3.png 图左一为邓艳总经理最后，邓艳总经理对本次会议作了总结，重申了桥隧大会的使命——做桥隧界国际顶级盛会，同时回馈社会，并向主办方汇报了桥隧大会收支情况，明确了桥隧大会在基本保证收支平衡的同时，会考虑对社会做出一定的贡献和回馈。对此，朱合华教授建设性提出可考虑设立奖学金，邓艳总经理表示非常认同，并将其作为桥隧大会未来发展的目标之一，这将是一个企业社会责任感的体现。之后，邓艳总经理对接下来桥隧大会的相关组织工作作了安排，表示将积极采纳各位专家、教授的宝贵建议，迅速调整相关内容并形成相关汇报文件。通过此次筹备会，主办方及承办方各位代表及专家、教授等积极提出问题与对策，对当前形成的议程安排及发言话题进行把关与指导，充分调动行业资源，桥隧大会在行业权威专家群策群力指导下，形成一系列成果，会议安排将更加合理，会议组织将更加高效，会议内容将更加专业，会议品牌和影响力将更为突出。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/03/201703291109_01_3182239_3.jpg参会咨询、产品展示、企业发言、资料发放、会议赞助联系方式：地 址：上海市广中西路777弄启迪大厦701室联系人：王钦 1832187 7086电 话： 021-51757707E-mail: wang.qin@wintimechina.com

用于激光颗粒测试技术的非球形颗粒的椭圆衍射模型任中京　王少清( 山东建材学院科研处　济南250022)提要：激光颗粒大小测试的结果与颗粒形状密切相关。通过对椭圆衍射谱的研究, 提出在激光粒度分析中以椭圆谱代替球形颗粒谱。计算机模拟计算与对金刚砂实测的结果表明椭圆衍射模型可以有效地抑制粒度反演结果的展宽, 更准确地获得非球形颗粒群的粒度分布。关键词　激光衍射, 椭圆模型, 颗粒大小分析, 颗粒形状, 反演1　引言　　由于颗粒大小对粉末材料的重要影响, 颗粒粒度测试在建材、化工、石油等许多领域已经成为一种不可缺少的检测技术。由于颗粒形状的多样性, 无论何种测量方法, 均需要颗粒模型。通常假定颗粒为球体, 与被测颗粒等体积的球体直径称为粒径, 或称等效粒径 。然而球体模型在激光衍射(散射) 粒度分析技术中却遇到严重困难—对非球形颗粒测试常常产生较大误差, 表现为所测得的粒度分布较真实分布有展宽且偏小。来自日本和美国的颗粒测试报告也有相同的倾向 。从光学原理上看，激光粒度分析技术是通过检测颗粒群的衍射谱来反演颗粒群的尺寸分布的。非球形颗粒的衍射谱与球体有很大不同: 前者是非圆对称的, 而后者是圆对称的。欲使二者具有可比性需要新的物理模型, 新的模型应满足: 1) 更加逼近真实颗粒；2)对一系列颗粒有普遍的适用性；3)可给出衍射谱解析式；4)在激光测粒技术中能校正颗粒形状引起的测量误差；5)能函盖球体模型。本文将证明椭圆衍射模型是满足以上条件的最佳选择。2　非球形颗粒衍射模型的椭圆屏逼近颗粒虽然是三维物体, 但是在激光测粒技术中其横截面是使光波发生衍射的主要几何因素, 因此只需研究与入射光垂直的颗粒横截面。球体衍射模型即是取颗粒的体积等效球的投影圆作为该颗粒的衍射模型。如图1 所示, 将形状任意颗粒的横截面视为一衍射屏。可分别做出其轮廓的最大内接圆和最小外接圆。设外圆直径为2b, 内圆直径为2a。分别以2a, 2b 为长短轴做椭圆。下面将证明该椭圆屏即为与图1 所示的颗粒横截面等效的非圆屏的最佳解析逼近。2. 1非圆屏与椭圆屏的几何关系由图1 可见，与非球颗粒相对应的椭圆屏的面积S e 恰好为其横截面外接圆与内接圆面积的几何中值，而与该椭圆屏面积相等的圆( 面积等效圆) 的直径Do 恰好为其长短轴2a 与2b 的几何中值。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281105_441929_388_3.jpg此颗粒对球体的偏离可用形状系数K 表示, K 定义为:K=b/a[fon

[img=,690,229]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/04/201904011522423943_6491_3859729_3.jpg!w690x229.jpg[/img] 圣地亚哥时间2019年3月27日，AMETEK程控电源事业部 - 直流和交流程控电源及测试解决方案的全球领导厂商，发布了VTI品牌新产品- EX1403高速应变测试仪。EX1403高速应变测试仪为应力和疲劳测试设定了一个新的标准，在控制整体测试硬件成本的同时提供了极高的测量性能。EX1403具有16通道的应变或电压测试，每个通道具有独立的24位ADC，多种可选的软件滤波，独立的信号处理路径，提供了卓越的准确性和可靠性。EX1403内置信号调理，可编程激励，可选择的电桥状态，这些功能大大简化了仪器的设置和配置工作。除了其核心特性集之外，EX1403还集成了LXI规范中定义的扩展功能，以提供机对机的同步，精确地关联所获得的数据。时间戳和局域网事件消息，简化了以太网上模块间通信并提高了触发的灵活性，这消除了主机运行软件程序的总损耗。EX1403通过IEEE-1588 V2精准支持多个设备的简单集成和同步，可支持数十个到数千个通道的体系结构。这样，多台仪器可以分布在测量点附近，减少模拟电缆的长度，最大限度地减少由噪声环境引起的误差。此外，以太网(POE)线可以同时用于供电和数据捕获。所有测量数据都使用IEEE-1588时间戳代码返回，其典型的精确度小于200nS，确保所获得的数据在整个测试项目中紧密相关。[img=,690,390]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/04/201904011523224563_5528_3859729_3.jpg!w690x390.jpg[/img][img=,690,393]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/04/201904011523221143_8582_3859729_3.jpg!w690x393.jpg[/img][img=,690,401]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/04/201904011523227824_1818_3859729_3.jpg!w690x401.jpg[/img][img=,690,462]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/04/201904011523231104_4837_3859729_3.jpg!w690x462.jpg[/img]EX1403产品特性16通道应变、电桥和电压测量每个通道24位ADC采样率为102.4 k采样点 /秒/通道支持¼ （120,350或用户自定义)，½ 或全桥类型内置可编程激励内置可选桥式连接支持TDESRJ-45输入连接器内置自校准和分流校准LXI以太网接口IEEE-1588同步通过以太网(PoE)或10-50V直流输入供电内置并行数据流功能齐全的嵌入式Web接口紧凑的1U半机架尺寸EX1403典型应用 EX1403能够提供高质量静态或高速应变测量的单机系统，具有无与伦比的性能、精度和可靠性，是全球最复杂结构测试应用的“首选”解决方案。机身结构/疲劳测试火箭/卫星结构测试风洞飞行负载测试通用桥梁测量电子制造测试车载数据记录测试[img=,682,424]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/04/201904011523368998_5091_3859729_3.jpg!w682x424.jpg[/img]如需了解更多内容请关注嘉兆科技嘉兆公司拥有40年测试测量行业经验，专业的销售、技术、服务团队，在众多领域都非常出色，包括：通用微波/射频测试、无线通信测试、数据采集记录与分析、振动与噪声分析、电磁兼容测试、汽车安全测试、精密可编程测量电源、微波/射频元器件、传感器等，并分别在深圳、北京、上海、武汉、西安、沈阳、珠海、成都设有全资分公司、生产工厂、办事处。

在《计量标准考核讲义》中看到如下叙述：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/04/201204130611_361008_1626275_3.jpg和http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/04/201204130612_361009_1626275_3.jpg前一数学模型是线性数学模型，是没错的。但该讲义称后一数学模型为另一种形式的线性数学模型不对吧？输入量的积和商形式怎么是线性呢？