Dynamisches zeitharmonisches Verhalten smarter Patches auf hygrothermopiezoelektrischen Substraten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wilfried Becker
• Fachliche Zuordnung: Mechanik ; Leichtbau, Textiltechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317044714

Das Ziel des beabsichtigten Projektes besteht in der Analyse und der Einschätzung des zeitharmonischen Verhaltens eines smarten Patches auf einer Substratschicht mit hygropiezothermischen Eigenschaften. Die Analyse soll sich auch auf die Betrachtung einer möglichen Delamination des Patches von der Substratschicht unter entsprechenden Belastungen erstrecken. Für die vorgesehene Untersuchung wird das Shear-Lag-Modell eingesetzt werden, um das von einem Satz zweidimensionaler Differentialgleichungen bestimmte Geschehen auf den Fall eines Systems eindimensionaler Differentialgleichungen für die axialen Spannungen und Verschiebungen der Patch-Substrat-Konfiguration zu reduzieren. Ebenso sollen die Differentialgleichungen für die Temperaturverteilung, die elektrische Verschiebung und die Feuchtekonzentration auf eindimensionale Gleichungen reduziert werden. Weiter sollen die Längen der unter Umständen von den Patchenden ausgehenden Delaminationsrisse vorherbestimmt werden. Ein weiteres Ziel besteht in der Identifikation eines Kriteriums für die Delaminationsrisslänge über einen entsprechenden Wert des elektrischen Gradienten bei gegebener Belastung und den jeweiligen geometrischen Gegebenheiten. Für die praktische Anwendung sollen Sicherheitsintervalle der entsprechenden Modellparameter und Sicherheitszonen für den Einsatzbereich der Konfiguration mittels eines genetischen Algorithmus ermittelt werden. Auch soll auf die Möglichkeit der Beurteilung des Ermüdungsverhaltens der gegebenen Konfiguration abschließend eingegangen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen