Razvoj računsko učinkovitega modela degradacije protonske izmenjevalne membrane v gorivni celiciČelan, Matjaž (Avtor) Kravos, Andraž (Mentor) Katrašnik, Tomaž (Komentor) gorivne celice s protonsko izmenjevalno membranoračunsko učinkovit model degradacijetermo-higro-mehanska degradacijadinamično obremenjevanjemembrana in plast za difuzijo plinovV nalogi je obravnavana mehanska degradacija protonske izmenjevalne membrane in plasti za difuzijo plinov v nizkotemperaturni gorivni celici. Razvit je računsko učinkovit dvodimenzionalni model na osnovi diskretne mreže vzmeti, ki omogoča določanje prostorsko in časovno odvisnega napetostno-deformacijskega stanja. Model upošteva vpliv temperature, relativne vlažnosti, anizotropije materiala in nelinearnega odziva membrane s poenostavljenim opisom časovno odvisnih materialnih lastnosti. Vključen je opis vpliva dinamičnega obremenjevanja in eliminacije obremenitvenih ciklov po padavinski metodi, ki je nato vezan na konstitutivni opis obremenitvenega stanja z napovedjo linearne akumulacije poškodbe, kar omogoča določanje kritičnih obremenitvenih ciklov, oceno njihovega prispevka k skupni poškodbi ter oceno števila ciklov do odpovedi. Rezultati kažejo zmožnost modela za določanje časovno in prostorsko odvisnega napetostno-deformacijskega stanja, prepoznavanje kritičnih obremenitvenih ciklov in oceno njihovega prispevka k akumulaciji poškodb. Numerično obnašanje modela je ovrednoteno s konvergenčnimi analizami pri različnih stopnjah zgostitve računske mreže, primerjava z rezultati sorodnih raziskav iz literature pa kaže skladnost ključnih fizikalnih trendov, povezanih z omejenim higro-termičnim raztezanjem membrane in cikličnim mehanskim obremenjevanjem. Zaradi reducirane zasnove in majhne računske zahtevnosti ima razviti model potencial za uporabo pri vrednotenju mehanskega stanja membrane v realnem času ter za prihodnjo sklopitev z modeli in nadzornimi sistemi nizkotemperaturnih gorivnih celic s protonsko izmenjevalno membrano.[M. Čelan] 20262026-09-11 08:31:25Magistrsko delo/naloga187486sl