冲孔镀镍钢带拉伸性能的模拟与实验研究

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1、冲孔镀镶钢带拉伸性能的模拟与实验研究賴彭朋飞Xtt«鵬麵中南大学材料科学与工程学院常德力元新材料股份有限公司摘要：采用模拟与实验相结合的方式，研宄了冲孔镀镍钢带的拉伸力学行为。模拟部分釆用ABAQUS非线性有限元软件，模拟了2种不同冲孔方式的冲孔镀镍钢带即正模具产品和反模具产品的拉伸过程，得到拉伸力-位移曲线和各项力学性能数据。为了验证模拟的可靠性，同时进行了实际的拉伸实验，得到最大拉力、抗拉强度和延伸率数值。结果显示，正模具产品的变形抗力和塑性比反模具产品好，模拟结果与实验结果的各项数值均比较吻合，说明模拟是预测冲孔踱镍钢带力学性能的有效方法。另外，模拟也为2种冲孔镀镍钢带的力学性能差异提

2、供了辅助性的解释。关键词：冲孔踱镍钢带;电池基板;拉仲性能;有限元;作者简介：余琨，E-mail:yukun2010@csu.edu.cn作者简介：刘奉英（1991-）,女，福州人，在读硕士，师承余琨教授，从事多孔材料力学性能的有限元研宄。收稿日期：2017-03-23Simulationandexperimentalinvestigationonthetensilepropertiesofnickel-platedpunchedsteelstripsLIUFengyingYUKunPENGPengfeiXIAJiankangDENGWeiHOUQunSchoolofMaterialScie

3、nce&Engineering，CentralSouthUniversity;ChangdeLyrunMaterialCo.Ltd,;Abstract：Inthispaper,thesimulatedandexperimentalmethodswereappliedtostudythetensilebehaviorofnickel-platedpunchedsteelstrips.NonlinearfiniteelementsoftwareABAQUSwasusedtosimulatethetensilebehavioroftwotypesofnickel-platedpunchedstee

4、lstripsnamedpositive-moldproductsandnegative-moldproductswhichwerepunchedbydifferentways.Thetensileforce-displacementcurvesandmechanicalpropertieswereacquired.Inordertovalidatethesimulatedresults,tensileexperimentswereconductedtoobtainthemaximumforce,tensilestrengthandelongation.Theresultsindicatet

5、hatthepositive-moldproductsdisplaybetterductilityandresistancetodeformationthanthenegativeones.Thesimulatedresultsareclosetotheexperimentalonessothatsimulationisprovedtobeaneffectivemethodinpredictingthemechanicalpropertiesofnickel-platedpunchedsteelstrips.Tnaddition,simulatedresultsarehelpfulinexp

6、lainingthediscrepanciesofmechanicalpropertiesbetweenthetwotypesofnickel-platedpunchedsteelstrips.Keyword：nickel-platedpunchedsteelstrip;batteryplate;tensileproperty;finiteelement;Received：2017-03-230引言近年来，在国家政策的大力推动下，新能源汽车产业取得较快发展［1-2］。目前市场上锂离子电池因其具有电压高、比能量大、绿色无污染等特点而广受生产商和消费者青睐，但碱性镍电池的循环寿命、气体复合机制等

7、比锂离子电池更加优越，因此混合电动车用的主流电池仍为镉镍电池和金属氢化物镍电池［3-4］。为了降低电池制造成本及提高电池性能，目前行业常见的碱性电池极板用基板选择泡沫镍作为正极基板、冲孔镀镍钢带作为负极基板。冲孔镀镍钢带在电池中主要充当电极集流体的角色，起着承载活性物质及导电的双重作用。电池集流体材料对电池性能影响显著，是一种极具有发展前景的功能材料［5-6］。冲孔镀镍钢带作为电池集流体材料具有导电能力好、耐