Untersuchung der Funktionspotentiale durch Piezomodul-Integration in 3D-Strukturen

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Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches/Transregio werden großserienfähige Produktionstechnologien für verschiedenartige piezokeramische Verbunde untersucht. Diese großseriengefertigten piezokeramischen Verbunde mit Integration in 3D–Strukturen bieten neue Anwendungs- und Funktionspotentiale. Anhand der Doppellagenverbunde, die durch Fixierung flächiger Piezoaktoren zwischen zwei Blechen während des Umformprozesses hergestellt werden, sollen die Potentiale dieser Piezo–Metall–Schichtverbunde für aktive Schwingungs- und Schallbeeinflussung ausgelotet werden. Der Einfluss des Schichtaufbaus, der Positionierung der Piezoaktoren innerhalb dieses Schichtaufbaus, in der Schalenebene und in Bezug zu den Umformbereichen des Doppellagenverbundes sowie des auszunutzenden Piezoeffektes (d31/d33 oder d15) auf die Effektivität der möglichen Schwingungsbeeinflussung sollen simulativ und experimentell untersucht werden. Basis der Simulationsmodelle bildet eine in Vorläuferprojekten erarbeitete Zustandsraumbeschreibung für piezo–mechanische Systeme, die mit Hinblick auf die Akustik erweitert werden soll. Im Rahmen des Projektes werden Aussagen erwartet, welche Geometrie- und Materialparameter den Frequenzbereich bestimmen, in dem eine modale Beeinflussung der Schallabstrahlung energetisch effektiv möglich ist.