能源短缺和環(huán)境污染使得清潔、高效的質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）大受歡迎,金屬雙極板PEMFC因其輕便的優(yōu)點,在交通工具、航天設(shè)備等領(lǐng)域都有光明的前景。但是電堆服役環(huán)境苛刻,除了封裝力外,溫度變化、隨機振動、碰撞沖擊等多種載荷都會改變電堆膜電極、密封膠條等關(guān)鍵部件的應(yīng)力以及氣體擴散層的孔隙率,從而影響電堆性能。本文基于等效剛度理論,建立螺栓封裝金屬雙極板PEMFC電堆有限元模型,討論電堆在極端溫度下層間接觸壓力變化,給出電堆在振動和沖擊載荷下的力學(xué)響應(yīng)�；诘刃偠壤碚�,將金屬雙極板燃料電池劃分成四個區(qū)域,通過計算各區(qū)域等效剛度得到電堆等效剛度模型。對比單電堆等效剛度模型與壓敏紙實驗,層間接觸壓力誤差在可接受范圍內(nèi),進一步佐證了等效剛度模型的準(zhǔn)確性和合理性。計算分析了某型號電堆2000Hz內(nèi)各階模態(tài),前三階為頻率較集中的整體模態(tài),最危險區(qū)域為進氣端板一側(cè)電池密封區(qū)域,第一階模態(tài)頻率為560.94Hz。后三階為頻率較分散的流道局部模態(tài),最危險區(qū)域為中部電池流道區(qū)域。另外,電池面內(nèi)長度和寬度方向隨機振動對組件損傷的概率比封裝方向的大,組件損傷最嚴(yán)重區(qū)域靠近電池盲端端板一側(cè)。電堆抗分析發(fā)現(xiàn)... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 燃料電池概述
    1.2 PEMFC簡介
    1.3 PEMFC電堆動力學(xué)研究
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 等效剛度模型
    2.1 引言
    2.2 等效剛度理論
    2.3 等效剛度計算
        2.3.1 材料屬性和幾何特征
        2.3.2 邊界條件和界面接觸
        2.3.3 計算結(jié)果
    2.4 結(jié)果對比
    2.5 本章小結(jié)
3 電堆抗沖擊動力學(xué)性能分析
    3.1 模態(tài)分析
        3.1.1 模態(tài)分析理論
        3.1.2 電堆模態(tài)分析模型
        3.1.3 模態(tài)分析結(jié)果
    3.2 隨機振動分析
        3.2.1 隨機振動模型
        3.2.2 隨機振動分析結(jié)果
    3.3 電堆抗沖擊性能分析
        3.3.1 瞬態(tài)動力學(xué)理論
        3.3.2 沖擊分析模型
        3.3.3 電堆抗沖擊分析結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
4 熱力耦合分析模型與電堆熱應(yīng)力分析
    4.1 溫度對電堆應(yīng)力分布的影響
        4.1.1 引言
        4.1.2 熱應(yīng)力理論
        4.1.3 熱力耦合模型
        4.1.4 計算結(jié)果
    4.2 局部結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析模型
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀——燃料電池汽車VS電池電動汽車,以及各大汽車制造商的行動[J]. 夏溦.  新經(jīng)濟導(dǎo)刊. 2015(08)
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[4]汽車新型能源動力系統(tǒng)技術(shù)戰(zhàn)略與研發(fā)進展[J]. 歐陽明高.  內(nèi)燃機學(xué)報. 2008(S1)
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[6]化學(xué)制氫技術(shù)研究進展[J]. 吳川,張華民,衣寶廉.  化學(xué)進展. 2005(03)
[7]燃料電池的歷史和現(xiàn)狀[J]. 孟黎清.  電力學(xué)報. 2002(02)
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博士論文
[1]質(zhì)子交換膜燃料電池電堆結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計與動力學(xué)性能研究[D]. 劉博.大連理工大學(xué) 2018

碩士論文
[1]液壓密封圈有限元分析與研究[D]. 于潤生.天津理工大學(xué) 2012
[2]核電用304/316奧氏體不銹鋼寬厚板加熱和熱軋過程的數(shù)值模擬[D]. 王斌.東北大學(xué) 2009



本文編號：3085572