[發(fā)明專利]數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的燃料電池極板熱振流體變能成形工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211041016.8
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115121689B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王耀;葉曉凱;胡寧;魏強(qiáng);楊超
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B21D26/021
• 分類號: B21D26/021;B21D26/027
• 代理公司: 北京翔石知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11816
• 代理人: 范金嬌

1.一種數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的燃料電池極板熱振流體變能成形工藝，其特征在于，包括：

步驟S1、設(shè)計(jì)燃料電池極板通道最優(yōu)過渡形狀，并確定通道各處最小圓角半徑，制作初成形模具；

步驟S2、在成形設(shè)備上安裝所述初成形模具并進(jìn)行調(diào)試,在調(diào)試完成后將金屬薄板放置在模具上的對應(yīng)位置，中控模塊控制定位裝置對金屬薄板在模具上的位置進(jìn)行定位；

步驟S3、向液室腔內(nèi)注入流體介質(zhì)直至流體介質(zhì)充盈液室腔，所述中控模塊控制電加熱裝置對所述金屬薄板進(jìn)行加熱；

步驟S4、所述中控模塊在對所述金屬薄板進(jìn)行沖壓前根據(jù)歷史數(shù)據(jù)中沖壓后的金屬薄板的回彈量判定是否對系統(tǒng)預(yù)設(shè)下壓量進(jìn)行調(diào)節(jié)，中控模塊控制高速?zèng)_擊壓縮裝置對流體介質(zhì)進(jìn)行壓縮以形成高能率沖擊波并使得極板初步成形；

步驟S5、更換安裝初步成形的模具，重復(fù)所述步驟S2至所述步驟S4，得到最終燃料電池極板，當(dāng)所述中控模塊完成對于所述系統(tǒng)預(yù)設(shè)下壓量的二次調(diào)節(jié)時(shí)，中控模塊根據(jù)終成形后的極板的實(shí)際質(zhì)量相關(guān)參數(shù)對沖壓裝置中對應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)、在調(diào)節(jié)完成后將所述沖壓裝置中對應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)發(fā)送至數(shù)字孿生模型中的加工變形預(yù)測模型中，加工變形預(yù)測模型根據(jù)收到的所述沖壓裝置的運(yùn)行參數(shù)對極板成形過程進(jìn)行模擬運(yùn)行、對待成形的極板的加工變形評價(jià)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至中控模塊，中控模塊根據(jù)所述計(jì)算結(jié)果與加工變形評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的對比結(jié)果判定是否將所述沖壓裝置的對應(yīng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行二次調(diào)節(jié)；

步驟S6、所述中控模塊在所述燃料電池極板成形后通過靜態(tài)液壓加載保壓以對燃料電池極板的成形精度進(jìn)行調(diào)節(jié)并控制超聲振動(dòng)裝置產(chǎn)生機(jī)械振蕩以釋放燃料電池極板內(nèi)的殘余應(yīng)力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的燃料電池極板熱振流體變能成形工藝，其特征在于，在所述步驟S4中，在對金屬薄板進(jìn)行沖壓之前，所述中控模塊根據(jù)歷史數(shù)據(jù)中沖壓后的金屬薄板的回彈量P判定是否對系統(tǒng)預(yù)設(shè)下壓量進(jìn)行調(diào)節(jié)，中控模塊設(shè)有預(yù)設(shè)第一單位回彈量P1和預(yù)設(shè)第二單位回彈量P2，其中P1＜P2，設(shè)定歷史數(shù)據(jù)中沖壓后的金屬薄板的回彈量P=Bm/Pm，其中，Bm為歷史數(shù)據(jù)中單周期內(nèi)的沖壓裝置總下壓量，Pm為歷史數(shù)據(jù)中單周期內(nèi)的金屬薄板總回彈量，

若P≤P1，所述中控模塊判定歷史數(shù)據(jù)中沖壓后的金屬薄板的回彈量在允許范圍內(nèi)、控制沖壓裝置對金屬薄板進(jìn)行沖壓并根據(jù)沖壓完成的極板的破裂深度判定是否對沖壓裝置的沖擊載荷進(jìn)行調(diào)節(jié)；

若P1＜P≤P2，所述中控模塊判定歷史數(shù)據(jù)中沖壓后的金屬薄板的回彈量超出允許范圍內(nèi)、計(jì)算歷史數(shù)據(jù)中沖壓后的金屬薄板的回彈量與預(yù)設(shè)單位回彈量的差值△P并根據(jù)△P將系統(tǒng)預(yù)設(shè)下壓量調(diào)節(jié)至對應(yīng)值，設(shè)定△P=P-P1；

若P＞P2，所述中控模塊判定歷史數(shù)據(jù)中沖壓后的金屬薄板的回彈量超出允許范圍并控制超聲振動(dòng)裝置延長機(jī)械振動(dòng)時(shí)長。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的燃料電池極板熱振流體變能成形工藝，其特征在于，當(dāng)所述中控模塊完成對于是否對系統(tǒng)預(yù)設(shè)下壓量進(jìn)行調(diào)節(jié)的判定且歷史數(shù)據(jù)中沖壓后的金屬薄板的回彈量P滿足P1＜P≤P2時(shí)根據(jù)△P將系統(tǒng)預(yù)設(shè)下壓量調(diào)節(jié)至對應(yīng)值，中控模塊設(shè)有預(yù)設(shè)第一單位回彈量差值△P1、預(yù)設(shè)第二單位回彈量差值△P2、預(yù)設(shè)第一預(yù)設(shè)下壓量調(diào)節(jié)系數(shù)γ1、預(yù)設(shè)第二預(yù)設(shè)下壓量調(diào)節(jié)系數(shù)γ2以及系統(tǒng)預(yù)設(shè)下壓量B0，其中，△P1＜△P2，0＜γ1＜γ2＜1，設(shè)定△P=P-P1=Bm/Pm-P1，

若△P≤△P1，所述中控模塊判定不對系統(tǒng)預(yù)設(shè)下壓量進(jìn)行調(diào)節(jié)；

若△P1＜△P≤△P2，所述中控模塊判定使用γ2對系統(tǒng)預(yù)設(shè)下壓量進(jìn)行調(diào)節(jié)；

若△P＞△P2，所述中控模塊判定使用γ1對系統(tǒng)預(yù)設(shè)下壓量進(jìn)行調(diào)節(jié)；

當(dāng)所述中控模塊使用γi對所述系統(tǒng)預(yù)設(shè)下壓量B0進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，設(shè)定i=1，2，調(diào)節(jié)后的系統(tǒng)預(yù)設(shè)下壓量記為B’，設(shè)定B’=γi×B0。