مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی پارامترهای مؤثر درهیدروفرمینگ صفحات دو قطبی فلزی پیل سوختی با شیار مارپیچ موازی

نویسندگان
1 استاد/ دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
2 دانشجوی کارشناسی ارشد/ دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
3 عضو هیات علمی/دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
چکیده
صفحات دو قطبی مورد استفاده در پیل های سوختی از مهمترین و پر هزینه ترین اجزای یک پیل سوختی می باشند. صفحات دو قطبی فلزی به دلیل وزن و هزینه کمتر، بهترین گزینه برای جایگزینی صفحات فلزی ضخیم ماشینکاری شده یا گرافیتی هستند. انتخاب فرآیند شکل دهی مناسب، یکی از مهمترین موضوعات مطرح در تکنولوژی پیل سوختی است. در حال حاضر، فرآیند هیدروفرمینگ به دلیل قابلیت شکل دهی قطعاتی با وزن کم و هندسه پیچیده برای تولید صفحات دو قطبی فلزی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. از بین الگوهای مختلف صفحات دوقطبی، الگوی کانال جریان مارپیچ، دارای دو عیب عمده پارگی ماده در حین فرآیند شکل دهی و توزیع جریان نامناسب در حین عملکرد می باشد. در این پژوهش، شکل دهی یک الگوی شیاری مارپیچ متصل به هم بر روی صفحاتی از جنس فولاد زنگ نزن 304 با فرآیند هیدروفرمینگ به صورت تجربی و شبیه سازی اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. اثر پارامتر های فرآیندی و هندسی قالب بر روی توزیع ضخامت و درصد پر شدگی پروفیل هم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داده است که با افزایش فشار شکل دهی، پرشدگی قالب افزایش می یابد و ضخامت ناحیه بحرانی به دلیل افزایش نسبت کشش، بیشتر کاهش می یابد. همچنین مشاهده شد که فرآیند هیدروفرمینگ از قابلیت تکرار پذیری بالایی برخوردار است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

The Study of effective parameters in hydroforming of fuel cell metallic bipolar plates with parallel serpentine flow field

نویسندگان English

Mohammad Bakhshi 1
nafiseh mohammadtabar 2
Seyed Jamal Hosseinipour 3
Abdolhamid Gorji 3
2 MSc student/Babol Noshirvani University of Technology
3 Academic staff/Babol Noshirvani University of Technology
چکیده English

Bipolar plates are the most important and expensive components used in fuel cells. Metallic bipolar plates are the best choice to replace graphite or machined thick metal plates due to their lightweight and low cost. Selection of suitable forming process is one of the main subjects in fuel cell technology. Nowadays, hydroforming process is commonly used for the production of metallic bipolar plates because of its capability in forming light weight and complex parts. Among the various patterns of bipolar plates, serpentine flow field pattern inevitably brings two main defects of rupture of material during forming process and uneven flow distribution in practical operations. In this research, forming of a slotted interdigitated serpentine pattern on SS304 stainless steel sheet by hydroforming process has been examined using finite element simulation and experimental approach. The effects of process parameters and die geometry on the thickness distribution and filling percent are also studied. It is concluded that by increasing the forming pressure, filling percent of the die increases and the thickness of critical region is more reduced due to the increasing of drawing ratio. Also, it was found that hydroforming process has high repeatability.

کلیدواژه‌ها English

fuel cell
Metallic bipolar plate
Metal Forming
Hydroforming