تحلیل ارتعاشی عددی و آزمایشگاهی سری پیل سوختی پلیمری 400 وات

پیلهای سوختی در کاربردهایی نظیر حمل و نقل زمینی، دریایی و هوایی تحت تحریکهای ارتعاشی قرار میگیرد. بنابراین سری پیلسوختی میبایست به گونهای طراحی گردد تا در برابر بارهای دینامیکی وارده مانند شوک و ضربه مقاومت کند. بر این اساس، آزمون مودال پیل سوختی 400 وات که از 4 سلول تشکیل شده است تعریف گردید تا نتایج آن جهت تایید مدلهای عددی و طراحی ارتعاشی مورد استفاده قرار گیرد. در این مقاله، از روش حوزه زمان، جهت استخراج فرکانس های اصلی پیلسوختی استفاده شده است. این روش در مدلهایی که شبیه سازی اجزای محدود، قبل از انجام تست مودال موجود نباشد، بسیار موثر خواهد بود. مدل از چند جهت تحریک شده و نتایج خروجی سنسورها در چند نقطه ثبت گردید. سپس با تفسیر نتایج در حوزه زمان و استفاده از روش فاز پاسخ، دو فرکانس طبیعی مدل استخراج گردید. نتایج آزمون نشان داد که فرکانس عرضی اول مدل 500 هرتز و فرکانس اول طولی مدل حدود 2500 هرتز میباشند. سپس، شبیه سازی اجزای محدود مدل با جزئیات کامل مورد بررسی قرار گرفت. تمامی اجزای مدل شامل صفحات دوقطبی، لایه عبور گاز، غشا، آب بندهای آب بند و سیستم مهار در مدلسازی در نظر گرفته شد و تنها از تقارن مدل جهت کاهش حجم محاسبات استفاده گردید. خواص آببند به کمک تست مواد هایپرالاستیک تعیین گردید. نتایج شبیه سازی نشان داد که فرکانس خمشی اول سازه با فرکانسهای مشاهده شده در تست همگرایی مناسبی دارد . نتایج این مقاله علاوه بر استفاده در تحلیل رفتار دینامیکی پیلسوختی، میتواند اساس شبیه سازی های عددی آتی در زمینه تحلیل پاسخ شوک و ارتعاش پیل سوختی را تشکیل دهد

Keywords:

سری پیل سوختی , آنالیز مودال , تحلیل ارتعاشی , شبیه سازی اجزای محدود.