文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
燃料电池金属极板冲压过程有限元模拟及工艺优化
姓名:魏曦
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:兰箭
20100501
中文摘要极板流道截面参数,通过有限元模拟,分析脊部圆角半径和流道侧壁斜度这两个参数对本文研究工作为实际装堆的有效面积为质子交换膜燃料电池具有功率密度高、能量转换效率高、低温启动和无污染等优点,是目前很有希望应用于便携式电源、小型固定发电站、电动汽车等交通工具的动力电源,市场前景相当可观。双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件之一,不但影响电池的性能,而且影响电池的成本,成为燃料电池产业化的瓶颈。采用冲压成形工艺,制备出的薄金属双极板能够提高燃料电池的比功率、降低生产成本。本文首先建立“刚模成形”和“软模成形街址桨赶拢鹗艏ò宓ブ芷诹鞯澜峁的冲压成形有限元模型。对比分析两种方案下板料的变形特点、失效形式等结果,选择适合金属极板实验制备的成形方案。然后为所选实验方案的有限元模型建立两种简化模型,对比成形过程中的等效应力、等效应变、厚度分布结果,找出适用于金属极板成形模拟的简化模型。设计两组双板料充型情况的影响规律。.最后设计一种单蛇形流道金属极板,进行冲压成形有限元模拟。选取板料上不同区域流道截面的等效应力、等效应变、充型情况进行分析,总结整个极板的成形特点,预测缺陷形式及位置。设计试验模具,在液压机上进行试验来验证有限元模型的准确性。慕鹗羲ḿò宄尚翁峁┝准确有效的依据和参考。关键词:燃料电池,金属双极板,软模成形武汉理工大学硕士学位论文
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疆日蝥⒁籘导签名拯亟期逊:￡:盗独创性声明关于论文使用授权的说明研究生┟.研究生┟:本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息服务。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
第滦髀质子交换膜燃料电池简介现代工业的发展和能源需求的大幅增长,对石油、天然气等石化类能源的可供应量、绿色能源的研制开发十分迫切。燃料电池被看作是一类有吸引力的,用来替代传统的石力产业等诸多方面都具有重要的现实和战略意义【俊F渲兄首咏换荒と剂系绯以其结构简单、操作方便、启动温度低、无燃料电池系统。这个系统是由储存在钢瓶中的氢化锂与水的混合物产生的氢气来供给燃料。该系统方案有利于反应燃料的分离式供给,而且燃料储备可以是很紧凑的可移动式承载能力以及国家能源安全等方面提出了严峻挑战。随着能源消耗大量增加,矿物燃料燃烧时产生的有害物质,正在导致生态环境不断恶化【俊=┠昀矗啥趸嫉任率气体引起的全球变暖现象越来越成为一个世界性的难题,为了减少二氧化碳排放水平,化类能源的可再生能源装置。汽油和天然气在内燃机里燃烧产生的能量因为受到“卡洛循环”限制,效率较低并且会带来环境污染问题。相比之下,燃料电池的运行在本质上更高效、无污染、安静、可靠,体现在它是一类使用寿命长,能够按需求立即提供电力的低温能源装置,能量效率约可达到.%。燃料电池结合了内燃机和普通电池特点的同时排除了两者的主要缺点。同普通电池类似,燃料电池是一种将化学能转化为电能的电化学能源装置;同内燃机相仿,只要供给充足的燃料和氧化剂,燃料电池可以持续的提供电力【俊H剂系绯厥视梅段止惴海芄皇と蜗轮磷孕谐怠⑵担现燎蓖А航天飞机等广大交通工具的直接或辅助能源供给装置,也可为自动售货机、交通信号灯等公共设施提供电力;另一方面,燃料电池在手机、笔记本电脑等手提式电子产品中将会有很大的市场空间;更为重要的,燃料电池可作为医院、公安局、银行等特殊场所的备用电力装置,亦或将污水处理工厂和垃圾填埋场产生的甲烷气体转化为电力资源【。因此,发展燃料电池技术对于自然资源合理开发利用、环境保护、能源安全、新能源动目前燃料电池主要有以下六种类型:熔融碳酸盐燃料电池⒐烫逖趸锶剂系绯豐⒓钚匀剂系绯谹⒅首咏换荒と剂系绯豍⒘姿崛料电池⒅苯蛹状既剂系绯谼电解液流失以及具有优异的大电流放电性能等优点,成为燃料电池研究发展的重点】。年代早期,美国通用电器公司的瓽和甆⒚髁烁叻肿泳