質(zhì)子交換膜的面內(nèi)雙軸循環(huán)力學(xué)行為實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜（PEM）在燃料電池中起到傳遞質(zhì)子，同時(shí)隔絕反應(yīng)氣體的重要作用。然而質(zhì)子交換膜在工作環(huán)境中由于受到支撐框架、密封墊、催化劑和氣體擴(kuò)散層的作用，受到的是多軸循環(huán)應(yīng)力。為了提高PEM的穩(wěn)定性和可靠性，需要研究其多軸循環(huán)機(jī)械性能。
　　本文設(shè)計(jì)和開發(fā)了一款可以用于PEM面內(nèi)雙軸循環(huán)行為研究的試驗(yàn)系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)的夾具運(yùn)動(dòng)由左-右旋絲杠帶動(dòng)，每個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)是同步和對稱的，因此可以保證加載過程中試樣中心位置不變。系統(tǒng)配備了視頻引伸

2、計(jì)，可以非接觸的同時(shí)監(jiān)測和獲取面內(nèi)兩個(gè)方向上的應(yīng)變變化。該試驗(yàn)系統(tǒng)是可行、可靠和有效的，滿足測試試驗(yàn)要求。
　　本文對十字形試樣形式進(jìn)行了有限元分析。文中通過比較試樣應(yīng)變分布均勻程度、剪應(yīng)變大小和非標(biāo)距區(qū)的應(yīng)力集中程度，分析了五種常見形狀試樣，最終選擇了增加圓角臂上開縫型十字形作為試樣形狀。隨后對圓角尺寸做了進(jìn)一步分析。
　　本文設(shè)計(jì)了包括圓路徑、菱形路徑、方形路徑、比例路徑、恒定載荷路徑、單軸循環(huán)在內(nèi)的六種應(yīng)力控制循環(huán)路徑