مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی و شبیه سازی پارامترهای فرآیندی و هندسی به منظور شکل‌دهی صفحات دوقطبی فلزی با الگوی پین شکل

نویسندگان
1 دانشجو / دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
2 هیئت علمی / دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
3 هیءت علمی / دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
چکیده
در سال‌های اخیر به دلیل مزایای عمده صفحات دوقطبی فلزی استفاده از این صفحات در پیل‌های سوختی مورد استقبال قرار گرفته است. پژوهش‌های گوناگونی پیرامون روش‌های مختلف شکل‌دهی این صفحات صورت گرفته است. عمده این پژوهش‌ها بر روی الگوی مسیر جریان شیاری بوده است. در حالیکه در برخی از موارد که میزان افت فشار در مسیر جریان از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد، الگوی مسیر جریان پین شکل عملکرد مناسبی از خود نشان می‌دهد. در این پژوهش شکل‌دهی صفحات دوقطبی فلزی از جنس فولاد زنگ نزن 304 با ضخامت 11/0 میلیمتر و با الگوی پینی به کمک فرآیند هیدروفرمینگ بطور تجربی و شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. متغیرهای مورد مطالعه شامل اثر زاویه دیواره قالب، اندازه پخ لبه پین، نسبت عمق به عرض پین و فشار شکل دهی بر روی توزیع ضخامت و درصد پرشدگی پروفیل می‌باشد. به این منظور دو قالب با زاویه دیواره صفر و 15 درجه با مقطع دایره‌ای تهیه شد. سپس به کمک واحد اعمال فشار در فشارهای مختلف تست‌های آزمایشگاهی انجام شد. پس از انجام آزمایش‌های مورد نظر و بررسی نتایج مشخص گردید که وجود زاویه در دیواره قالب باعث توزیع یکنواخت تر ضخامت و دقت بالاتر پروفیل قطعه شکل یافته شده است. همچنین محدوده مناسب برای هر یک از پارامترهای هندسی قالب تعیین گردید.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

The Experimental and Simulation Investigation of Process and Geometrical Parameters for Hydroforming of Pin-type Metallic Bipolar plates

نویسندگان English

Moosa Belali-Owsia 1
Seyyed Jamal Hosseinipour 2
Mohammad Bakhshi-Jooybari 3
Abdolhamid Gorji 2
1 Student / Babol University of Technology
2 Faculty / Babol University of Technology
3 Faculty / Babol University of Technology
چکیده English

In recent years the use of metallic bipolar plates for fuel cells is considered. Several studies have been conducted on the various methods of forming these plates. Most of this research has been done on the serpentine flow fields. While in some cases that the pressure drop is important factor, the pin-type flow fields shows good performance. In this research, hydroforming of metallic bipolar plates with circular pin-type pattern from stainless steel 304 with 0.11mm thickness is investigated experimentally and numerically. For this purpose, the effect of geometrical parameters such as the die wall angle, the die chamfer dimension, the depth-to-width ratio of the die, and forming pressure on the profiles, filling percent, thickness distribution and thinning percent of the formed parts are investigated. In this regard, two dies with wall angle of 0 and 15 degree were prepared. Then experimental tests were done at different pressures. After performing the required tests, the results show that the die wall angle leads to a more uniform thickness distribution and higher precision of the parts profile. Also the suitable range of die geometrical parameters was determined.

کلیدواژه‌ها English

Metallic bipolar plates
Hydroforming
Wall angle
Forming pressure
Chamfer dimension