Technische Universität Dresden
Fertigungs- und materialbedingte Fehlstellen und Degradation
sowie zugehörige Ursache-Wirkungs-Beziehungen von faserverstärkten
Dielektrischen Elastomeraktoren (fiber-reinforced DEAs, FRDEAs) wurden bisher lediglich
in Hinblick auf isolierte Mechanismen verstanden, und deren Entwicklung nicht bis
zum Versagen beobachtet. Während insbesondere durch eine kontinuierliche,
unidirektionale Faserverstärkung eine vielversprechende Modifikation von DEAs
erreicht werden kann, standen bisherige Untersuchungen vor methodischen Hürden,
die keine umfassenden Aussagen über ihre zugrundeliegenden Interaktionen,
Vorhersage und Vermeidung von Schadensmechanismen zuließen. In dieser Arbeit
wurde eine Methodik zur zyklischen Ermüdung mit simultaner in-situ Thermografie
und Digitaler Bildkorrelation (DIC) entwickelt und auf FRDEAs mit Verstärkungen
aus Kohlenstoff-, Glas-, und Basaltfasern angewendet.
Durch
eine ex-situ-Voruntersuchung können Fehlstellen aus dem Fertigungsprozess
charakterisiert werden, wofür thermographische Methoden gut geeignet sind. DIC kann
hingegen die Schädigungsentwicklung des Grundmaterials und von Fehlstellen
während der Beanspruchung darstellen. Durch die Kombination beider Verfahren wurden
thermische Werkstoffantworten von Dehnungsfeldern in der Probe abgrenzbar
gemacht. Der dominierende Schadensmechanismus bei zyklischer Belastung von DEAs
wurde charakterisiert, die Zuordnung zu Ursachen und Auswirkungen erreicht und
mögliche Verbesserungsansätze erarbeitet.
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