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双极板的冲压深度与翘曲的关系猜测

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最近在搞双极板的设计,就在设计极板的时候,我想到了一个问题:冲压极板的时候,会增大极板的表面积,在体积不变的情况下,局部厚度就要减薄,那这个减薄会不会影响极板?

顺着这个思路,我稍微研习了一下极板的冲压工艺及材料的相关参数。简单来说,主要看极板本身的抗拉强度、屈服强度及延伸率,我愿称之为极板冲压的“铁三角”。

上大学那会,《材料力学》课上,一般都是找周公唠嗑了,哪有时间看老师讲的PPT,不对,应该是吃了老师的催眠药(PPT),才去找周公唠嗑的。到现在我都没整明白抗拉强度与屈服强度。不过,欠下的债,迟早是要还的。

简单理解:

1.屈服强度是弹性变形与塑性变形之间的转折标准,屈服就代表了“叛变”。

2.抗拉强度是最大能承受住的“酷刑”。

3.屈服强度越大,抗拉强度就越大,而延伸率就越小。

有个词叫“宁折不弯”,其实表达的意思就是屈服强度等于抗拉强度,那么现实中有没有一种材料符合这个要求呢?

我没有找到答案,不过我理解起来就是屈服强度只会无限接近抗拉强度,永远不会等于抗拉强度。

对于冲压极板来说,目前行业所使用的材料已经都定好了,就是不锈钢316L和金属钛,拿过来直接用就行了,这个“铁三角”就像无用之物。

对于成型的极板来说,还有个比较挠头的问题,那就是极板的翘曲。

怎么理解极板的翘曲,就是极板像西瓜皮一样,从中心向四周翘起来了。

从起因到过程控制,再到成品后期处理,相关资料网上一大堆,我在这里就不赘述了。但我想聊一个问题,是我查到的资料和现实经验相矛盾的一个问题,冲压深度与翘曲有什么样的关系?

查到的资料:冲压深度越大,变形量越大,就会导致翘曲变大;

现实的经验:冲压深度越大,变形成熟度越高,翘曲就越小。

我个人理解起来就是,初看这两个观点是矛盾的,仔细想一下,可能是站在不同阶段去定义了冲压深度和翘曲的关系。

极板一开始的翘曲是0到1的一个过程,那么翘曲的确会随着变形量增大而增大,随着冲压深度的加大,极板从弹性变形到塑性变形的转变,变形在逐渐成熟稳定,翘曲会有个冲高回落的阶段(猜的,类似于屈服强度曲线图),这个阶段就是冲压深度越大,翘曲越小,那么这个高点就可以解释这个问题的矛盾点。

如果我猜测正确的话,这个高点就是翘曲的最大内应力。也就是说翘曲的内应力不会一直增大,就像屈服强度一样,总得“屈服”冲压力吧。  

这次的学习记录就写到这,难免会有差错,仅供参考。

来源:闲村野夫
材料控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-12-12
最近编辑:6天前
闲村野夫
硕士 | 研发工程师 因为懂得,所以慈悲。
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