T-MAC PCM -Thermomechanische Analyse von Verbundwerkstoffen mit Phasenwechsel im inelastischen Bereich

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines fortschrittlichen Berechnungsrahmens für die Analyse des inelastischen thermomechanischen Verhaltens von Verbundwerkstoffen mit Phasenwechsel (C-PCMs), die für effiziente thermische Energiespeichersysteme von entscheidender Bedeutung sind.
Das Projekt konzentriert sich auf die Erstellung detaillierter konstitutiver Modelle, die die Phasenübergänge in C-PCMs erfassen, auf die Untersuchung ihres Verhaltens in festem und flüssigem Zustand und auf die Untersuchung, wie mikrostrukturelle Merkmale die thermischen und mechanischen Eigenschaften beeinflussen. Ein wesentlicher Teil der Forschung umfasst die experimentelle Validierung unter Verwendung von Al-Sn-Legierungen, die in Zusammenarbeit mit dem Politecnico di Milano hergestellt und getestet wurden.

Die wissenschaftliche Neuheit liegt in der Integration von Wärmeübertragungs- und Verformungsmechanismen in ein einheitliches Berechnungsmodell, das genaue Vorhersagen über das Verhalten von C-PCM unter zyklischer thermischer Belastung ermöglicht. Der Ansatz kombiniert fortschrittliche Materialmodellierung mit mikrostruktureller Analyse, um das Verständnis für diese komplexen Materialien zu verbessern.

T-MAC PCM -Thermo-mechanical analysis of composite phase change materials in the inelastic range

This project aims to develop an advanced computational framework for analyzing the inelastic thermo-mechanical behavior of composite phase change materials (C-PCMs), which are key for efficient thermal energy storage systems.
The project will focus on creating detailed constitutive models that capture phase transitions in C-PCMs, studying their behavior in both solid and liquid states, and examining how microstructural features influence thermal and mechanical properties. A significant part of the research includes experimental validation using Al-Sn alloys produced and tested in collaboration with Politecnico di Milano.
Scientific novelty lies in the integration of heat transfer and deformation mechanisms within a unified computational model, enabling accurate predictions of C-PCM behavior under cyclic thermal loads. The approach combines advanced material modeling with microstructural analysis to enhance understanding of these complex materials.
Additionally, the project promotes capacity building within Ukrainian research institutions and strengthens international collaboration, with findings to be disseminated through academic publications and conferences in Ukraine and the EU.