Inhalte

Die Entwicklung geeigneter Aktuator- und Sensorsysteme ist neben der Systembeschreibung einer der Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte in der Adaptronik, wobei ein hoher Grad der Strukturintegration gefordert wird. Aus Sicht der Adaptronik sind vor allem diejenigen Werkstoffe von Interesse, die aktive und/oder sensorische Eigenschaften aufweisen. Wandlerwerkstoffe mit aktiven oder sensorischen Eigenschaften, wie beispielsweise Piezokeramiken oder Formgedächtnislegierungen, lassen sich hervorragend als Aktoren bzw. Sensoren in adaptiven Systemen einsetzen. Aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften sind sie allerdings nicht als lasttragende Materialien für maschinenbauliche Anwendungen einsetzbar. Erst in Kombination mit einem Strukturwerkstoff entsteht ein multifunktionales Werkstoffsystem, das die aktiven, sensorischen und lasttragenden Aufgaben gleichermaßen übernehmen kann. Hierfür sind detaillierte Kenntnisse sowohl über die Wandlerwerkstoffe als auch Aktor- und Sensorprinzipien notwendig.

Lernziele

Studierende, die diese Vorlesung gehört haben, besitzen ein grundlegendes Verständnis über Wandlerwerkstoffe für adaptronische Systeme, welches ihnen ermöglicht, diese in die Produktentwicklung einfließen zu lassen. Insbesondere verstehen sie die physikalischen Prinzipien und Eigenschaften von Wandlerwerkstoffen und können so die sachgerechte Anwendung dieser Werkstoffe bewerten. Weiterhin sind sie in der Lage, diese Wandlerwerkstoffe auf prinzipielle Aktor- und Sensorkonzepte anzuwenden.

Die Vorlesung gliedert sich wie folgt:

• Einführung in die Adaptronik
• Piezokeramiken
• Formgedächtnislegierung
• polymer-basierte Wandlerwerkstoffe
• weitere Wandlerwerkstoffe
• Aktorprinzipien
• Sensoren
• Anwendungsbeispiele