Angewandte Werkstoffmechanik und Festkörperwandler

Genaue modellhafte Beschreibungen des Werkstoff- und Bauteilverhaltens sind von der Entwicklung neuer Materialien bis hin zum Systementwurf unerlässlich. Mit Hilfe von Simulationen können Entwicklungszeiten verkürzt sowie innovative, kunden- und problemspezifische Lösungen gefunden werden. Die Gruppe »Angewandte Werkstoffmechanik und Festkörperwandler« vertritt diesen Aspekt einerseits auf dem Gebiet der Werkstoffe, Komponenten und Systeme mit elektromechanischen oder magnetomechanischen Koppeleigenschaften. Andererseits besteht eine umfangreiche Expertise in der Simulation von keramischen Sinterprozessen. Eine Kernkompetenz ist dabei die Entwicklung und Anwendung maßgeschneiderter Materialmodelle für die betreffenden Phänomene und deren Übertragung auf die Bauteil- und Systemebene mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode. Dies schließt die stets notwendige Gewinnung von Materialparametern mittels geeigneter Experimente ein. Für neuartige Systemlösungen in den Anwendungsfeldern Ultraschall, Energy-Harvesting, Aktorik und Sensorik kann zudem das werkstoffliche und technologische Know-how der Gruppe »Multifunktionale Werkstoffe und Bauteile« genutzt werden.

Leistungsangebot
 

• Mikroelektromechanische und makroskopisch phänomenologische Modellierung von Funktionskeramiken sowie darauf aufbauende Simulationen auf der Bauteil- und Systemebene
• Simulation von keramischen Sinterprozessen hinsichtlich Sinterverzug und Eigenspannungen sowie darauf aufbauende Optimierung von Grünkörpergeometrien und Prozessführungen
• Charakterisierung von elektromechanischen und magnetomechanischen Wandlerwerkstoffen, insbesondere von ferroelektrischen, dielektrischen sowie ferromagnetischen Werkstoffen
• Charakterisierung von elektrischen, elektromechanischen und magnetomechanischen Komponenten und Baugruppen
• Machbarkeitsstudien, Entwicklung sowie prototypische Umsetzung von piezoelektrischen, elektrostriktiven, elektrodynamischen, elektromagnetischen und magnetomechanischen Wandlerlösungen für kundenspezifische sensorische, aktorische und andere Aufgaben einschließlich Energy-Harvesting-Lösungen, medizintechnischer Baugruppen, medizinischer Implantate und kombinierter Antriebe
• Entwicklung, Charakterisierung und Prototypenbau kundenspezifischer Ultraschallwandler für die Strukturüberwachung und Messtechnik sowie Charakterisierung und Modellierung von Ultraschallfeldern