طراحی سازه تقویت کننده سری پیل سوختی تحت بارگذاری شوک خارجی

پیل سوختی یک سیستم الکتروشیمیایی است که انرژی شیمیایی سوخت را مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. از لحاظ ساختار مکانیکی، سری پیل سوختی از تعدادی صفحه با جنس های مختلف تشکیل شده است که تنها به کمک میله های مهار به یکدیگر متصل شده اند. از اینرو، سری های پیل سوختی با تعداد سلول زیاد در راستای عرضی و پیچشی از مقاومت بالایی برخوردار نمی باشد. هدف مقاله حاضر طراحی سازه تقویت کننده پیل سوختی در برابر بارگذاری خارجی ناشی از شوک های وارده می باشد. برای دستیابی به این هدف ابتدا پیل سوختی به لحاظ توزیع تنش های درونی مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه، سازه پیل سوختی به گونه ای ساده سازی شده است که از لحاظ ابعاد هندسی، توزیع جرمی و خواص فرکانسی تشابه کاملی با مدل اصلی داشته باشد. سپس کارایی سازه تقویت کننده به کمک شبیه سازی اجزای محدود مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که سازه تقویت کننده سطح تنش های ایجاد شده در پیل سوختی بر اثر اعمال شوک را به میزان مطلوبی کاهش می دهد. علاوه بر این نیروی تسمه های سازه تقویت کننده باید در محدوده مشخصی تنظیم گردد. افزایش نیرو یا کاهش نیرو از محدوده ای مشخص، کارایی سازه تقویت کننده را به شدت کاهش خواهد داد.

کلیدواژه ها:

سری پیل سوختی ، بارگذاری شوک ، سازه تقویت کننده ، خواص دینامیکی