Numerical calculation of ferroelectric constitutive equations including domain wall motions

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Herbert Balke
• Subject Area: Metallurgical, Thermal and Thermomechanical Treatment of Materials
• Term: from 2002 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5355944

Bauelemente aus ferroelektroelastischen Materialien, darunter Piezokeramiken, die elektromechanischen Belastungen unterliegen, bedürfen einer Modellierung, die Herstellung, Funktion und Sicherheitsbewertung betrifft. Bei gegebenen eingeprägten Lasten werden konstitutive Gleichungen benötigt, die die wesentlichen mikromechanischen Vorgänge berücksichtigen und so über die Reproduktion der typischen Hysteresen unter einfachen Belastungen hinaus auch unter komplizierten Lastgeschichten noch brauchbare Ergebnisse erwarten lassen. Ausgehend von gegebenen Ansätzen für Dömanenwandbewegungen als Grundlage für Schaltvorgänge ("switching") der Einkristalle und unter Berücksichtigung der begleitenden Dissipation sollen Algorithmen entwickelt werden, die eine möglichst effektive numerische Berechnung der einzelnen Schritte von den mikromechanischen Basisgleichungen bis zur makroskopischen Tangentensteifigkeit des Vielkristalls ermöglichen und so den Anschluss an eine Schnittstelle für die Finite-Elemente-Programmierung liefern.

• DFG Programme: Research Grants