Buch
Beanspruchung und Wachstum von Rissen in elastischen Kompositen mit magnetoelektrischer Kopplung
Zusammenfassung
Die Erzeugung, Umwandlung und Filterung elektromagnetischer Signale sind essenzielle Bestandteile moderner technischer Anwendungen wie bspw. Magnetfeldsensoren, spannungsgesteuerte Filter oder Datenspeicher. Zur Realisierung dieser Umwandlung sind Komposite mit magnetoelektrischen Kopplungseigenschaften zunehmend in den Fokus der Forschung gerückt. Die vorliegende Arbeit befasst sich daher mit einigen Aspekten der magnetoelektromechanischen Bruchmechanik (MEBM), welche benötigt wird, um den Einfluss von Rissen auf die Kopplungseigenschaften und die Lebensdauer solcher Komposite möglichst exakt vorherzusagen. Erster zentraler Gegenstand ist die Untersuchung des Einflusses elektromagnetischer Volumenlasten im Kontext der linearen MEBM. Hierfür werden zunächst die theoretischen Grundlagen zusammengetragen und einig Modelle zur Beschreibung ebenjener Volumenlasten vorgestellt. Die Untersuchung geschieht zunächst anhand eines numerischen Modells unter Beschränkung auf elektrostatische Volumenlasten. Aus diesem Modell wird eine analytische Beschreibung der aus den Volumenlasten resultierenden Spannungen im Nahfeld von Rissspitzen abgeleitet.
Mit Hilfe dieser analytischen Beschreibung wird schließlich eine Abschätzung des bruchmechanischen Einflusses der Volumenlasten vorgenommen. Den zweiten zentralen Aspekt stellt die Modellierung von magnetoelektromechanisch beanspruchten Rissen mit Hilfe eines erweiterten Kohäsivzonenmodells dar. Hierzu wird zunächst eine Äquivalenzbeziehung zwischen Kohäsivzonentheorie und anderen Beanspruchungsgrößen der MEBM hergeleitet und daraus Anforderungen an die Formulierung von Kohäsivzonenmodellen abgeleitet. Unter Berücksichtigung dieser Anforderungen wird dann ein Kohäsivzonenmodell aufgestellt und einzelne Aspekte werden anhand eines numerischen Beispiels diskutiert. Schließlich wird dieses Modell verwendet, um den Einfluss von Grenzflächenrissen auf die Kopplungseigenschaften eines magnetoelektrischen Laminatkomposits zu untersuchen.
Mit Hilfe dieser analytischen Beschreibung wird schließlich eine Abschätzung des bruchmechanischen Einflusses der Volumenlasten vorgenommen. Den zweiten zentralen Aspekt stellt die Modellierung von magnetoelektromechanisch beanspruchten Rissen mit Hilfe eines erweiterten Kohäsivzonenmodells dar. Hierzu wird zunächst eine Äquivalenzbeziehung zwischen Kohäsivzonentheorie und anderen Beanspruchungsgrößen der MEBM hergeleitet und daraus Anforderungen an die Formulierung von Kohäsivzonenmodellen abgeleitet. Unter Berücksichtigung dieser Anforderungen wird dann ein Kohäsivzonenmodell aufgestellt und einzelne Aspekte werden anhand eines numerischen Beispiels diskutiert. Schließlich wird dieses Modell verwendet, um den Einfluss von Grenzflächenrissen auf die Kopplungseigenschaften eines magnetoelektrischen Laminatkomposits zu untersuchen.
Zusätzliche Informationen
Zugleich: Dissertation, Universität Kassel, 2023Druckausgabe
Link zu kassel university pressZitieren
@book{doi:10.17170/kobra-202307048328,
author={Schlosser, Alexander},
title={Beanspruchung und Wachstum von Rissen in elastischen Kompositen mit magnetoelektrischer Kopplung},
publisher={kassel university press},
year={2023}
}
0500 Oax 0501 Text $btxt$2rdacontent 0502 Computermedien $bc$2rdacarrier 1100 2023$n2023 1500 1/ger 2050 ##0##http://hdl.handle.net/123456789/14940 3000 Schlosser, Alexander 4000 Beanspruchung und Wachstum von Rissen in elastischen Kompositen mit magnetoelektrischer Kopplung / Schlosser, Alexander 4030 4060 Online-Ressource 4085 ##0##=u http://nbn-resolving.de/http://hdl.handle.net/123456789/14940=x R 4204 \$dBuch 4170 5550 {{Bruchmechanik}} 5550 {{Mehrfeldproblem}} 5550 {{Piezoelektrizität}} 7136 ##0##http://hdl.handle.net/123456789/14940
2023-07-28 2023-07-28T08:32:49Z 2023 doi:10.17170/kobra-202307048328 http://hdl.handle.net/123456789/14940 Zugleich: Dissertation, Universität Kassel, 2023 ger kassel university press Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/ Bruchmechanik Mehrfeldprobleme Piezoelektrikum Maxwell-Spannungen Kohäsivzonen Magnetoelektrische Komposite 620 Beanspruchung und Wachstum von Rissen in elastischen Kompositen mit magnetoelektrischer Kopplung Buch Die Erzeugung, Umwandlung und Filterung elektromagnetischer Signale sind essenzielle Bestandteile moderner technischer Anwendungen wie bspw. Magnetfeldsensoren, spannungsgesteuerte Filter oder Datenspeicher. Zur Realisierung dieser Umwandlung sind Komposite mit magnetoelektrischen Kopplungseigenschaften zunehmend in den Fokus der Forschung gerückt. Die vorliegende Arbeit befasst sich daher mit einigen Aspekten der magnetoelektromechanischen Bruchmechanik (MEBM), welche benötigt wird, um den Einfluss von Rissen auf die Kopplungseigenschaften und die Lebensdauer solcher Komposite möglichst exakt vorherzusagen. Erster zentraler Gegenstand ist die Untersuchung des Einflusses elektromagnetischer Volumenlasten im Kontext der linearen MEBM. Hierfür werden zunächst die theoretischen Grundlagen zusammengetragen und einig Modelle zur Beschreibung ebenjener Volumenlasten vorgestellt. Die Untersuchung geschieht zunächst anhand eines numerischen Modells unter Beschränkung auf elektrostatische Volumenlasten. Aus diesem Modell wird eine analytische Beschreibung der aus den Volumenlasten resultierenden Spannungen im Nahfeld von Rissspitzen abgeleitet. Mit Hilfe dieser analytischen Beschreibung wird schließlich eine Abschätzung des bruchmechanischen Einflusses der Volumenlasten vorgenommen. Den zweiten zentralen Aspekt stellt die Modellierung von magnetoelektromechanisch beanspruchten Rissen mit Hilfe eines erweiterten Kohäsivzonenmodells dar. Hierzu wird zunächst eine Äquivalenzbeziehung zwischen Kohäsivzonentheorie und anderen Beanspruchungsgrößen der MEBM hergeleitet und daraus Anforderungen an die Formulierung von Kohäsivzonenmodellen abgeleitet. Unter Berücksichtigung dieser Anforderungen wird dann ein Kohäsivzonenmodell aufgestellt und einzelne Aspekte werden anhand eines numerischen Beispiels diskutiert. Schließlich wird dieses Modell verwendet, um den Einfluss von Grenzflächenrissen auf die Kopplungseigenschaften eines magnetoelektrischen Laminatkomposits zu untersuchen. open access Schlosser, Alexander 2023-05-23 xxi, 169 Seiten Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Maschinenbau Ricoeur, Andreas (Prof. Dr.) Müller, Ralf (Prof. Dr.) Kassel 978-3-7376-1126-8 Bruchmechanik Mehrfeldproblem Piezoelektrizität publishedVersion Berichte des Instituts für Mechanik Bericht 5/2023 true 39,00 Berichte des Instituts für Mechanik Naturwissenschaft, Technik, Informatik, Medizin Dissertation FB 15 / Maschinenbau Softcover DIN A5 true true
Die folgenden Lizenzbestimmungen sind mit dieser Ressource verbunden: