質子交換膜的面內雙軸循環(huán)力學行為實驗研究.pdf

1、質子交換膜（PEM）在燃料電池中起到傳遞質子，同時隔絕反應氣體的重要作用。然而質子交換膜在工作環(huán)境中由于受到支撐框架、密封墊、催化劑和氣體擴散層的作用，受到的是多軸循環(huán)應力。為了提高PEM的穩(wěn)定性和可靠性，需要研究其多軸循環(huán)機械性能。
　　本文設計和開發(fā)了一款可以用于PEM面內雙軸循環(huán)行為研究的試驗系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)的夾具運動由左-右旋絲杠帶動，每個方向的運動是同步和對稱的，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，可以非接觸的同時監(jiān)測和獲取面內兩個方向上的應變變化。該試驗系統(tǒng)是可行、可靠和有效的，滿足測試試驗要求。
　　本文對十字形試樣形式進行了有限元分析。文中通過比較試樣應變分布均勻程度、剪應變大小和非標距區(qū)的應力集中程度，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一步分析。
　　本文設計了包括圓路徑、菱形路徑、方形路徑、比例路徑、恒定載荷路徑、單軸循環(huán)在內的六種應力控制循環(huán)路徑