مطالعه عددی و آزمایشگاهی رفتار خمشی صفحات دوقطبی کامپوزیتی پیل سوختی پلیمری

پیل های سوختی پلیمری به عنوان مولد انرژی، انرژی شیمیایی سوخت را به صورت مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می نماید. از اجزای مهم پیل های سوختی پلیمری، صفحات دوقطبی هستند که نقش توزیع سوخت و اکسیدان و تسهیل مدیریت آب در داخل سلول و انتقال جریان الکتریکی را بر عهده دارند. در این پژوهش، نحوه ی شکست صفحات دو قطبی کامپوزیتی پایه گرافیت پیل های سوختی پلیمری تحت اثر بار های خمشی به روش تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفت. صفحات دوقطبی کامپوزیتی ساده و دارای سوراخ با رویکرد تعیین پایداری خمشی تحت بار استاتیکی آزمایش و شبیه-سازی شد. در تحلیل عددی، شبیه سازی مکانیکی به کمک روش اجزای محدود و با استفاده از نرم افزار آباکوس بکار گرفته شد. در ادامه، پس از ساخت نمونه های آزمایشگاهی، آزمون تجربی خمش سه نقطه ای بر روی آن ها با هدف صحه گذاری نتایج شبیه سازی انجام شد. در پایان، نتایج تحلیل های عددی و تجربی رفتار خمشی صفحات دو قطبی کامپوزیتی با یکدیگر مقایسه شد. مقایسه نتایج تحلیل های عددی و تجربی نشان داد که نتایج این دو روش انطباق قابل قبولی با یکدیگر داشته اند. علاوه بر این، وجود درصد گرافیت بالا و همچنین شکنندگی بالا موجب تضعیف جسم شده و تیرهایی از این جنس افزایش خیز نمونه را در پی داشته که این مسیله تنها به علت پیوند مولکولی گرافیت رخ می دهد که باعث سر خوردن گرافیت می شود.