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J-GLOBAL ID：202202290755834510   整理番号：22A0574610

固体酸化物燃料電池セラミック材料のための機械的損傷モデル I 構成モデル【JST・京大機械翻訳】

A mechanistic damage model for solid oxide fuel cell ceramic materials - Part I: Constitutive modeling

著者 (5件)： Nguyen Ba Nghiep (Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA 99352, USA) ,  Karri Naveen K. (Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA 99352, USA) ,  Mason C.J. Taylor (Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA 99352, USA) ,  Fitzpatrick James F. (Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA 99352, USA) ,  Koeppel Brian J. (Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA 99352, USA)
資料名： International Journal of Hydrogen Energy  (International Journal of Hydrogen Energy)
巻： 47  号： 11  ページ： 7388-7402  発行年： 2022年 
JST資料番号： B0192B  ISSN： 0360-3199  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,材料多孔性変化による剛性低減の微視力学と,破壊までの微小亀裂の進展のための連続体損傷力学(CDM)記述による微小亀裂を組み合わせた,固体酸化物燃料電池(SOFC)セラミックのマルチスケール機構損傷モデルを開発した。モデルはまたレドックスサイクルによるアノードの体積膨潤を説明する。正常運転熱機械的負荷と組み合わせたレドックス中の空隙率変化および膨潤は,SOFCスタックにおける応力,歪および損傷分布を増加させ,それらを破壊に導いた。提案したモデルは3つの支配パラメータを含む。(i)細孔またはボイド体積率,(ii)所定の荷重段階で規定された材料膨潤の大きさ,および(iii)熱機械的荷重と膨潤によって生じる微小亀裂を記述する損傷変数,の空隙率。介在物配向分布法と組み合わせたEshelby-Mori-Tanaka定式化によって,無視できる剛性のランダム分布楕円介在物として,セラミック中の細孔と微小亀裂をモデル化した。微小亀裂損傷進展をCDM定式化によって記述した。体積膨張は,構成関係における熱膨張と同様の方法で処理される。検証および数値チェックの後,損傷モデルを用いて,SOFCスタックの通常の運転中に経験した熱機械的負荷に加えて,レドックスサイクルを受ける単純化SOFC正極/電解質/負極(PEN)構造を解析した。Copyright 2022 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 応力 ,  *セラミック ,  膨潤 ,  剛性 ,  モデリング ,  酸化還元反応 ,  空隙率 ,  熱 ,  *損傷 ,  定式化 ,  微小亀裂 ,  微視力学 ,  介在物 ,  カソード ,  *固体酸化物燃料電池

著者キーワード (6件)： 固体酸化物燃料電池 ,  セラミック ,  マイクロクラッキング ,  膨潤 ,  マイクロメカニクス ,  連続体損傷力学

分類 (1件)： 燃料電池  (YB04040V)

タイトルに関連する用語 (5件)： 固体酸化物燃料電池 ,  セラミック材料 ,  機械的損傷 ,  モデル ,  構成モデル