Adaptive und adaptronische Optimierungen von Formgedächtnisaktorsystemen für Anwendungen im Automobil

Formgedächtnislegierungen (FGL) sind Funktionswerkstoffe die in der Lage sind eine zuvor eingeprägte Form einzunehmen. Diese reversible Gestaltänderung ist das Resultat einer temperatur- oder spannungsinduzierten Phasentransformation. Durch diese einzigartigen Eigenschaften, können diese Materialien zu einem als Stellelemente in mechatronischen Systemen, zum anderen als Federelemente mit einer geringen Federkonstante, eingesetzt werden. Der besondere Vorteil von Formgedächtnisaktoren liegt in der enormen Energiedichte von 3 MJ/m³. Des Weiteren bieten diese meist aus Nickel und Titan bestehenden Legierungen Vorteile auf dem Gebiet des Leichtbaus und der Geräuschentwicklung im Betrieb. Trotz eindeutiger Vorteile für die Automobilindustrie haben sich Formgedächtnisaktoren bislang nur spärlich in diesem Einsatzumfeld durchgesetzt. Das hängt von unterschiedlichen Faktoren ab, die in dieser Arbeit diskutiert werden. Lösungsansätze in Form von adaptiven (durch Materialeffekte einstellenden) als auch adaptronischen (durch elektrische Subkomponenten einstellenden) Systemkonzepten werden auf Durchführbarkeit überprüft. Diese sollen das Anwendungsfeldes innerhalb der Automobilindustrie erweitern, so dass diese Arbeit einen Beitrag rund um die Einsatzpotentiale, Problemstellungen und Problemlösungen spezifischer Einsatzprobleme im Automobil zusammenstellt. Der Aufbau eines haptischen Informationssystems im Fahrgastinnenraum soll die gewonnenen Erkenntnisse aus den Bereichen Formgedächtnistechnik, Optimierungsstrategien, numerischer Simulation und methodischer Auslegung in einem Gesamtbild dieser Technologie zusammenstellen.