Integritätsbewertung smarter Patches auf hygrothermalpiezoelektrischen Leichtbaustrukturen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wilfried Becker
• Fachliche Zuordnung: Mechanik ; Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung in 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277522030

Das Ziel des beabsichtigten Projektes besteht darin, den Effekt einer elektrischen und mechanischen Belastung sowie von Temperatur und Feuchte auf die Interface-Delamination einer einschichtigen Struktur mit einem darauf gefügten Patch, wie es in Energieerzeugungsstrukturen, in intelligenten Leichtbaustrukturen und bei lokalen Reparaturpflastern im Automobilbau und in der Luftfahrt vorkommt, zu untersuchen und zu quantifizieren. Darüber hinaus wird die betrachtete Konfiguration die Auswahl eines Kriteriums hinsichtlich des Zusammenhangs zwischen Delaminationslänge einerseits und begleitendem elektrischem Feld andererseits ermöglichen. Auf dieser Basis können optimale Geometrien, Materialeigenschaften und Lastfälle mittels genetischer Algorithmen identifiziert werden und die entsprechende Verlässlichkeit beurteilt werden.Die Neuigkeit des Vorhabens besteht in der Entwicklung eines entsprechenden Wissenspakets, das die folgenden Aspekte beinhaltet: (a) mechanische Modelle, analytische Lösungen und ihre Interpretation; (b) die Entwicklung von Fortran-Programmen für die Ermittlung der Delaminationslängen für die Bewertung von Struktur-Konfigurationen, die aus einer hygrothermopiezoelektrischen Grundstrukturschicht mit einem lokalen Pflaster unter kombinierter mechanischer und physikalischer Belastung bestehen; (c) ein mögliches Kriterium zur Identifikation von Delaminationslängen; (d) die optimale Wahl der Geometrie- und Materialeigenschaften mittels genetischer Algorithmen hinsichtlich der Verlässlichkeit der entsprechenden Struktur.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Bulgarien
• Mitverantwortliche: Professorin Dr. Jordanka Ivanova; Professorin Dr. Elisaveta Kirilova; Professorin Dr. Tatyana Petrova