ISBN 978-3-8439-4629-2

978-3-8439-4629-2, Reihe Ingenieurwissenschaften

Manuel Weiß
Materialcharakterisierung und Homogenisierung piezoelektrischer Sensoren und Aktoren für den Einsatz in funktionsintegrierten Werkstoffverbundstrukturen

165 Seiten, Dissertation Universität Erlangen-Nürnberg (2020), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Piezoelektrische Sensoren und Aktoren werden zunehmend in leichtmetall- und faserverbundbasierten Verbunden eingesetzt. Zur Designoptimierung von solchen funktionsintegrierten Werkstoffverbundstrukturen kommen häufig numerische Simulationen zum Einsatz, die mit Herausforderungen, wie einer hohen Komplexität und fehlenden oder ungenauen Materialdaten, verbunden sind.

In der vorliegenden Arbeit werden simulationsbasierte Verfahren vorgestellt, die eine Optimierung von Werkstoffparametern durch eine Minimierung der Abweichung zwischen Simulationsergebnissen und Messdaten darstellen.

Diese erlauben eine Charakterisierung richtungsabhängiger und viskoelastischer Materialeigenschaften sowie die Identifikation piezoelektrischer Werkstoffparameter. Zudem wird die simulationsbasierte Homogenisierung komplexer piezoelektrischer Wandler unter der Verwendung vereinfachter Modelle und effektiver Materialparameter eingeführt.

Abschließend werden geeignete experimentelle Verifikationsbeispiele betrachtet.