Adaptive Strukturen und gekoppelte Mehrfeldprobleme

In dieser Veröffentlichung werden adaptive Strukturen vor dem Hintergrund gekoppelter Mehrfeldprobleme diskutiert. Zuerst werden Charakteristika adaptiver Strukturen in der Luft- und Raumfahrt dargelegt. Anschließend werden vier grundlegende Wirkprinzipien adaptiver Strukturen eingeführt, und zwar Formadaption, Gegenwirkung, Energieabsorption und die aktive Beeinflussung des Energieaustausches mit der Umgebung. Danach werden verschiedene adaptive Materialien vorgestellt und miteinander verglichen hinsichtlich ihrer möglichen Einsatzgebiete und Grenzen. Weiterhin wird auf stimulierbare Polymer-Gele und ihren Einsatz als künstlicher Muskel oder Aktuator mit sehr großer aktiver Dehnung eingegangen. Hierbei werden das zugehörige chemo-elektro-mechanische Mehrfeldproblem sowie eine Kopplungsstrategie zu dessen Lösung vorgestellt. Zum Abschluß wird die Anwendung aktiver Materialien zur adaptiven Verwölbung eines Hubschrauber-Rotorblattes behandelt. Es werden gekoppelte numerische Simulationen des aeroelastisch unbalancierten adaptiven Strukturkonzeptes durchgeführt.