润滑与密封

作者：任桂，邢彦锋，王影，曹菊勇，缪雪龙

单位：上海工程技术大学机械与汽车工程学院,,上海工程技术大学机械与汽车工程学院,,上海工程技术大学机械与汽车工程学院,,上海工程技术大学机械与汽车工程学院,,上海工程技术大学机械与汽车工程学院,

关键词：质子交换膜燃料电池;密封结构;错位偏差;装配误差;膜电极框架

基金：上海市自然科学基金项目（20ZR1422600）

质子交换膜燃料电池（PEMFC）的密封结构组件在装配过程中不可避免地存在错位偏差，影响电堆的性能和安全性。为研究装配过程中密封构件几何结构和材料参数对密封结构失效的影响，建立PEMFC装配过程中的密封结构数值模型，采用滑移距离和滑移角为评判密封结构失效指标，讨论垫片的硬度、尺寸和膜电极（MEA）框架厚度、材料弹性模量对密封结构失效的影响。结果表明：滑移距离和滑移角随着垫片硬度、垫片厚度的增大而增大，随着垫片宽度、MEA框架厚度和材料弹性模量的增大均减小，这表明密封构件的几何参数和材料参数对密封结构的稳定性具有重大影响；选择硬度和厚度较小、宽度较大的密封垫片，较厚和弹性模量较大的MEA框架可以降低错位偏差对密封结构的影响，扩大结构容许的装配误差范围。研究结果有利于对密封结构失效的理解，也可用于指导PEMFC装配工艺的设计。

来源：2024年第10期

《润滑与密封》期刊编辑部

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