Steuerbare Metamaterialien und intelligente Strukturen: Nichtlineare Probleme, Modellierung und Experimente

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Alexander Popp
• Fachliche Zuordnung: Mechanik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 490743767

Das Projekt zielt darauf ab, das derzeitige Konzept der passiven Metamaterialien (MM) in Form von periodischen Strukturen in Richtung einer neuen Klasse von intelligenten steuerbaren MM zu erweitern, die neue Perspektiven für technische Anwendungen eröffnen. Diese neuen periodischen Strukturen bestehen aus elastischen und viskoelastischen Materialien in Kombination mit steuerbaren elektroaktiven Komponenten mit piezoelektrischen, elektro- und magnetostriktiven Eigenschaften. Durch die Einbindung solcher maßgeschneiderter elektroaktiver Komponenten in die lokal periodischen Mikrostrukturen und durch die Bereitstellung geeigneter Mechanismen für deren aktive Steuerung wird es möglich sein, die dynamischen Eigenschaften solcher neuen MM zeitlich abzustimmen. Das nichtlineare Verhalten von elektroaktiven MM und ihr Verhalten als steuerbare Aktoren im Zusammenhang mit der Steuerung von Wellenprozessen, interner Dämpfung, Frequenzbändern und Energy Harvesting werden untersucht. Das Design solcher MM erfordert die Synergie von Multiskalen- und Multiphysik-Kontinuumsmodellierung, Homogenisierung, fortschrittlichen numerischen Methoden, Optimierung und experimenteller Validierung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Kooperationspartner: Dr. Radek Kolman; Professor Dr.-Ing. Eduard Rohan