Modellierung des gekoppelten elektro-mechanischen Verhaltens von dielektrischen Elastomeren
Modellierung des gekoppelten elektro-mechanischen Verhaltens von dielektrischen Elastomeren
Dielektrische Elastomere (DE) stehen seit vielen Jahren im Mittelpunkt der wissenschaftlichen Forschung. Sie bestehen aus einem Elastomer und zwei nachgiebigen Elektroden und können sowohl als Aktoren als auch als Sensoren eingesetzt werden. Um das Verhalten des Sensors bzw. Aktors besser zu verstehen, soll in Rahmen der Arbeit zun¨ achst eine Literaturrecherche über die Modellierung des elektro-mechanischen Materialverhaltens von dielektrischen Elastomeren durchgeführt werden. Anschließend soll ein elektro-mechanisches Materialmodell für große Verzerrungen in der Open-Source Software FEniCS implementiert und validiert werden.
Dem schließen sich Untersuchungen für ausgewählte Sensor-und Aktoranwendungen an. In Abbildung 1 ist jeweils eine mögliche Anwendung von dielektrischen Elastomeren als Aktor und Sensor dargestellt.
Links: Zahnkranzkupplung Rechts: Verschiebung des Zahnkranzes für M=38Nm.
Wesentliche Inhalte:
- Literaturrecherche zur Modellierung des elektro-mechanischen Materialverhaltens sowie zur Anwendung von dielektrischen Elastomeren als Sensoren und Aktoren
- Modellentwicklung und numerische Umsetzung in FEniCS
- Numerische Untersuchungen von Sensor- und Aktoranwendung von dielektrischen Elastomeren
© MMFS
Dipl.-Ing. Johannes Menning
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Professur für Mechanik multifunktionaler Strukturen
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