DFG-Sonderforschungsbereich/Transregio 39 „Großserienfähige Produktionstechnologien für leichtmetall- und faserverbundbasierte Komponenten mit integrierten Piezosensoren und -aktoren“
Teilprojekt B2 (Leitung: Prof. Neugebauer, Prof. Kreißig) „Simulation der Formgebung von Piezo-Metall-Verbunden“ (07/2006-06/2010)
Zusammenfassung:
Die Forschungsaufgabe beinhaltet in der ersten Antragsperiode die numerische Simulation der Umformung von Piezo-Metall-Verbunden mittels der Methode der finiten Elemente. Im vorliegenden Fall wird ein Piezo-Modul (Kaufteil) von zwei Blechen eingeschlossen. Bei der Umformung dieses Verbundes tritt eine kombinierte Biege-, Torsions- und Streckbeanspruchung auf. Da die Piezo-Fasern durch ein sprödes Materialverhalten gekennzeichnet sind, müssen die während des Umformvorganges entstehenden Deformationen des Piezo-Moduls begrenzt werden. Durch eine „schwimmende“ Lagerung des Piezo-Moduls zwischen den Blechen, die bei Verwendung eines relativ dünnflüssigen Klebstoffs zur Verbindung von Modul und Blechen vorliegt, lässt sich eine Streckbeanspruchung des Moduls weitestgehend vermeiden. Das Aushärten des Klebstoffs zur Sicherung der Funktionsaufgabe des Verbundes erfolgt erst nach der Umformung. Wesentliche Voraussetzungen für die numerische Simulation der Umformung des Verbundes sind Kenntnisse über das „globale“ mechanische Verhalten des Piezo-Moduls sowie die rheologischen Eigenschaften der eingesetzten Klebstoffe.
Das Ziel der sich anschließenden FEM-Simulation besteht darin, die aus der Umformung des Verbundes resultierenden Deformationen des Piezo-Moduls auf numerischen Weg zu ermitteln, um damit Aussagen über seine Funktionsfähigkeit nach der Umformung zu ermöglichen.
