بررسی تجربی و شبیه سازی اجزای محدود تاثیر مشخصات لاستیک در شکل دهی میکروکانال های صفحات دو قطبی فلزی پیل سوختی وسط فرآیند شکل دهی لاستیکی

به دلیل تجدید ناپذیری سوخت هایی فسیلی و همچنین میزان آلاینده های ناشی از استفاده از آنها، در سال ها اخیر گرایش به استفاده از منابع پاک و تجدیدپذیر افزایش یافته که در این میان، پیل سوختی پلیمیری به دلیل کارایی، چگالی جریان بالا و دمای کاری پایین مورد توجه قرار گرفته است. پیل های سوختی پلیمری از قسمت های مختلفی تشکیل شده اند که صفحات دو قطبی یکی از قسمت های اصلی مجموعه پیل سوختی می باشد و به صورت صفحات فلزی، کامپوزیتی و گرافیتی مورد استفاده قرار می گیرند. در این پژوهش از روش شکل دهی لاستیکی به منظور ایجاد میکروکانال ها بر روی صفحاتی از جنس SS316 و به ضخامت 1/0 استفاده شده است. یکی از بخش های اصلی فرآیند شکل دهی لاستیکی، لایه لاستیکی مورد استفاده در فرآیند می باشد که در هزینه و کیفیت نمونه های تولید شده تاثیر گذار می باشد. بر این اساس در این پژوهش تاثیر مشخصات لایه لاستیکی همچون سختی و ضخامت لایه لاستیکی بر عمق کانال صفحات دو قطبی فلزی و توزیع ضخامت نمونه های شکل داده شده مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از نرم افزار Abaqus Explicit 6.14 بای شبیه سازی فرآیند مورد نظر استفاده گردید و صحت نتایج بدست آمده از شبیه سازی فرآیند، با استفاده از نتایج تجربی مورد ارزیابی قرار گرفت که نشانگر مطابقت نتایج بدست آمده از شبیه سازی و نتایج تجربی می باشد. برای انجام مراحل تجربی از قالبی با شیار موازی و همچنین از پرس 60 تن برای اعمال نیرو به مجموعه استفاده شده است. با توجه به نتایج بدست آمده کاهش سختی لایه لاستیکی باعث افزایش میزان عمق کانال قابل دستیابی در نیروی مشخص و همچنین باعث ایجاد توزیع ضخامت یکنواخت تری درنمونه خواهد شد. از سوی کدیگر افزایش ضخامت لایه لاستیکی موجب بهبود فرآیند شکل دهی شده و طبق نتایج بدست آمده در نیرو برابر، لایه لاستیکی با ضخامت بالاتر موجب شکل دهی همق کانال بیشتر در میکروکانال ها و ایجاد توزیع ضخامت یکنواخت تر در نواحی بخرانی خواهد شد.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی پلیمری ، صفحات دو قطبی فلزی ، شکل دهی لاستیکی ، سختی لاستیک ، ضخامت لاستیک