تحلیل تلرانسهای ابعادی صفحات دوقطبی فلزی پیل سوختی پلیمری

در راستای گسترش اقتصاد هیدروژنی و کاهش مصرف سوختهای فسیلی، توسعهی فناوری پیلهای سوختی پلیمری جهت تولید برق و حرارت در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفتهاست. یکی از اجزای اصلی پیل ها ی سوختی پلیمری صفحات دوقطبی هستند که تاثیر قابل توجهی بر هزینه ی ساخت و کارایی سامانه خواهند داشت. صفحات دوقطبی فلزی تولید شده به روش شکلدهی ورقهای نازک، به دلیل مزایایی همچون هزینه ی نسبتا0 پایین، استحکام مکانیکی بالاتر، رسانش حرارتی مناسب و چگالی توان بالا، به عنوان جایگزین مناسبی برای صفحات دوقطبی سنتی (گرافیتی) گسترش یافتهاند. اگرچه، به علت انعطافپذیری و برگشت فنری این قطعات حین فرایند شکلدهی، خطاهای ابعادی اجتنابناپذیر می باشند و منجر به توزیع نامناسب فشار تماسی صفحات دوقطبی و لایه نفوذ گاز، و در نتیجه افت کارایی پیل سوختی میگردند. افزایش بیش از حد دقت تولید صفحات دوقطبی موجب افزایش هزینهی نهایی و کاهش قابلیت گسترش این فناوری در سطح عمومی خواهد شد. در همین راستا، بهمنظور کاهش هزینههای غیرضروری، مدیریت فرایند طراحی و ساخت صفحات دوقطبی فلزی، بهبود کارایی و تدوین دانش فنی تولید محصول، تحلیل تلرانسهای ابعادی صفحات دوقطبی فلزی با استفاده از روش المان محدود و شبیهسازی مونتکارلو انجام می گردد. ابتدا مدل تماس صفحه ی دوقطبی فلزی و لایه نفوذ گاز توسعه مییابد و ارتفاع کانال ها و دندانه های صفحه ی دوقطبی به صورت پارامتری با تغییرات تصادفی و توزیع نرمال به واسطهی خطای ابعادی مطرح میگردد. سپس، توزیع فشار روی لایه نفوذ گاز به ازای خطاهای ابعادی مختلف توسط شبیهسازی مونتکارلو به دست میآید. در نهایت، تلرانس ابعادی مناسب برای صفحات دوقطبی فلزی بررسی میگردد.