Leistungsangebot

Fraunhofer-Allianz Adaptronik

Hochdynamische Prüftechnik auf Basis aktiver Werkstoffe

Die Anforderungen, die an neue Werkstoffe, Bauteile und Systeme gestellt werden, benötigen oftmals Prüfanlagen, die eine großem Flexibilität bezüglich des Testsignals (Belastungssignals) ermöglichen und damit verbunden den Frequenzbereich deutlich erweitern können. Eine großes Potential zum Aufbau solcher Hochfrequenzprüftechnik bieten aktive Werkstoffe, also Materialien die durch das Aufbringen eines z.B. elektrischen Signals in der Lage sind Eigenschaften wie Form (Länge), Viskosität, etc. zu ändern. Mittels dieser Effekte lassen sich Aktoren mit einer gute steuerbare mechanische Wirkung erzielen.
Eine Klasse dieser aktiven Werkstoffe bilden die sogenannten Festkörperwandler (wie z.B piezokeramische Materialien). Unter dem Einfluss eines gut steuerbaren elektrischen Feldes reagieren diese Werkstoffe durch eine Formänderung. Dieser Prozeß zeichnet sich durch eine sehr hohe Dynamik, mechanische Verschleißfreiheit und Stellgenauigkeit aus und kann durch entsprechende konstruktive Maßnahmen zu einer Längen- bzw. Kraftänderung und damit zum Aufbau einer Belastungseinheit in der Funktion ähnlich einer hydraulischen Anlage genutzt werden.
Aufgrund ihrer hohen Steifigkeit können diese Aktoren sowohl direkt im Lastpfad wirkend ggf. in Kombination mit bestehenden Systemen seriell, als auch parallel wirkend eingesetzt werden. Sie decken dabei den Bereich der hohen Dynamiken bei den dort üblichen geringen Wegen ab oder lassen sich in Kombination (seriell oder parallel) mit „konventionellen“ Systemen (servohydraulisch / pneumatisch etc.) nutzen, um klassische Systeme im Frequenzbereich zu erweitern.

Projektbeispiele:

Auswahl Veröffentlichungen:

M, Matthias; T. Melz; J. Klock, Vollfahrzeugversuchsstand zur experimentellen Simulation NVH-relevanter Fahrbetriebszustände (NVH-Prüfstand), VDI Erprobung und Simulation in der Fahrzeugtechnik; Würzburg, 16 – 17.06.2005.

M. Matthias, Hochdynamische Prüftechnik auf Basis aktiver Werkstoffe, Ingenieur-Werkstoffe, September 2005 .