Das Versagen ferroelektrischer Keramiken unter kombinierten elektrischen und mechanischen Beanspruchungen - Theoretisch-numerische Simulation

电应力和机械应力联合作用下铁电陶瓷的失效 - 理论数值模拟

• 批准号: 5149660
• 负责人: Professor Dr. Meinhard Kuna
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Mechanik und Fluiddynamik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 1997-12-31 至 2001-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5149660?language=en
• 关键词: Das; Versagen; ferroelektrischer; Keramiken; unter

Auf der Grundlage werkstoffemchanischer Modelle und bruchmechanischer Kriterien soll das Versagen von Funktionskeramiken und mehrphasigen Werkstoffsystemen theoretisch beschrieben und numerisch berechnet werden. Es werden leistungsfähige Finitelement-Algorithmen zur Analyse von Rissen in beliebig geformten homogenen und heterogenen Strukturen aus piezo- oder ferroelektrischen Materialien unter gekoppelten elektrischen und mechanischen Belastungen entwickelt, die eine Bestimmung der bruchmechanischen Beanspruchungskenngrößen (Feldintentitätsfaktoren, Energiefreisetzungsraten, J-Integral) erlauben.In enger Zusammenarbeit mit dem Projekt "Experimentelle Modelluntersuchungen" werden die dort verwendeten Versuche theoretisch-numerisch analysiert, um den Zusammenhang zwischen mikrostrukturellen Versagensmechanismen und makroskopischen Bruchkenngrößen aufzuklären. Durch Simulation der elektromechanischen Felder in den Dünnschliffproben sollen die feld- und spannungsinduzierten Dömänenbewegungen in der Bruchprozeßzone verstanden und modelliert werden. Für elektromechanisch belastete Bruchproben (DCB, CT) wird mit Hilfe der numerischen Analysen eine quantitative Bestimmung der Bruchzähigkeiten und eine Beurteilung geeigneter Versagenskritierien erreicht.

基于基本的工作原理模型和严格的工作机理准则，可以对功能性工作系统进行理论分析和数值计算，从而获得韦尔登。在压电或铁电材料的均质和非均质结构中，分析Rissen结构的韦尔登高度非线性，并对压电和铁电材料的断裂机理进行了分析（Feldintentitätsfaktoren，Energiefreisetzungsraten，J积分）的方法，在“实验模型”项目中，韦尔登用这种理论-数值分析方法进行了计算，这是一个由微型结构组成的动力系统，也是一个由微型结构组成的动力系统。在Dünnschliffproben中对elektromechanischen Felder进行的仿真解决了在Bruchprozeßzone verstanden和modelliert韦尔登中的费尔德和spannungsinduzierten Dömänenbewegungen。对于电子机械学中的Bruchproben（DCB，CT），我们将借助数值分析工具对Bruchzähigkeiten进行定量估计，并将误差修正为几何误差。