Formgedächtnislegierungen

Diese Arbeit beinhaltet die experimentellen Untersuchungen und den Aufbau von adaptiven Strukturen mit Formgedächtnislegierungen. Formgedächtnislegierungen (z.B. NiTi) sind Legierungen, in denen ein Formgedächtniseffekt auftritt. Aufgrund einer Phasenumwandlung des Kristallgitters sind diese Legierungen in der Lage, nach einer Verformung bei tiefen Temperaturen, diese beim Überschreiten einer bestimmten höheren Temperatur wieder zurückzustellen. Dabei wirken erhebliche Kräfte, so dass diese Legierungen bei der Rückstellung in ihre ursprüngliche Form Arbeit verrichten. Im ersten Teil der Arbeit werden die Formgedächtnislegierungen hinsichtlich ihres Einsatzes als Aktoren und Sensoren sowie der unterstützenden Kühlung mit Hilfe von Peltierelementen untersucht. Anhand der Ergebnisse ist durch die Ermittlung der Widerstandsänderung und über die Kenntnis der Struktur die Anwendung der Formgedächtnislegierungen als Aktoren und Sensoren realisierbar, bei denen es mit den konventionellen Messmethoden (Dehnungsmessstreifen, Wegmesser, Kraftsensor) schwierig ist, die Gestaltänderung zu messen oder kein Bauraum für die Unterbringung von Sensoren und deren Zuleitungen vorhanden ist. Die Messergebnisse beim Einsatz von speziell angefertigten Peltierelementen zeigen eine Verringerung der Abkühlzeiten im Vergleich zur passiven Luftkühlung um die Hälfte. Auf diese Weise ist eine schnellere Reaktion bei der Regelung von Formgedächtnislegierungen möglich. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Regelung von Formgedächtnislegierungen in adaptiven Strukturen. Dazu sind zwei Modelle, der adaptive Tragflügel und das adaptive Winglet, gebaut worden. Diese sollen je nach Vorgabe eine entsprechende Form einnehmen, die durch eine modifizierte Regelung für Formgedächtnislegierungen eingestellt wird. Dabei wird die Verformung der Struktur über Dehnungsmessstreifen erfasst und die Änderungen der Werte als Regelgröße herangezogen. Die Messergebnisse zeigen, dass eine Regelung von adaptiven Strukturen keine Schwierigkeit darstellt. Die verschiedenen Sollvorgaben der Verformung konnten gut kontrolliert und eingestellt werden. Das Konzept des Einsatzes der Formgedächtnislegierungen als Aktoren und Sensoren sowie die Regelung ermöglichen in der Zukunft, dass Formgedächtnislegierungen in bestehende Anwendungsgebiete weiter vordringen, aber auch neue Gebiete erschließen.

Author dc:creator

• Musolff, André

Advisor dc:contributor.advisor

• Müller, Ingo

Licence dc:rights.uri

• http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/

Language dc:language.iso

de, German

Identifier URI

urn:nbn:de:kobv:83-opus-10483
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1157

OAI identifier oai:identifier

oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/1454