Projektdaten

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Ontologie-basierte Digitalisierung piezoelektrischer Materialien und Modelle

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Im Rahmen des Projektes SmaDi sollen erstmals übergreifend für verschiedene smarte Materialien ontologisch basierte Wege zum Zugriff und zur Analyse großer Datenmengen entwickelt werden. Vertreten sind auch die Piezokeramiken, welche das wirtschaftlich dominierende Smart Material darstellen. Dieses Teilvorhaben hat das Ziel, mathematische Modelle, Berechnungsverfahren, ein ontologisches Vokabular und Abbildungsregeln zu erarbeiten, mit denen Mess- und Herstelldaten von Piezokeramiken analysiert werden können. Die zu generierende sprachliche Basis ist das ontologische Vokabular im Bereich der Piezotechnik, welches auf Normen und international üblichen Begrifflichkeiten aufbaut. Die in diesem Teilvorhaben zu erarbeitenden Modelle sind skalenübergreifend. Der Kern sind kontinuumspysikalische Materialmodelle mit integrierten Mikrostruktureigenschaften. Davon abgeleitet werden Bauelementmodelle. Hinzu kommt ein Modell für einen Herstellprozess von Piezokeramiken. Berechnungsverfahren, die sich einerseits aus den Modellen ableiten und andererseits aus Methoden der Parameteridentifikation bestehen sind ebenfalls Bestandteil dieses Teilprojekts. Von einem Konsortialpartner werden Messdaten zum Materialverhalten und zum gewählten Herstellprozess verfügbar gemacht. Die Verknüpfung der Modelle mit den Daten über sprachliche Abfragen ist die digitale Abbildung des Materialverhaltens und von Herstellprozessen. Damit sind vielfältige Analysen möglich. Materialien können charakterisiert werden, indem Materialparameter der Modelle durch Parameteridentifikation aus den Materialdaten ermittelt werden. Material- und Herstellprozessverhalten sind simulierbar für Zustandsbereiche, die nicht direkt gemessen, sondern durch die Modelle interpoliert oder extrapoliert werden. Die sprachlichen Abfragen sollen in Zukunft bei der Materialauswahl, dem Entwurf von piezoelektrischen Aktoren und auch bei der Materialherstellung unterstützen und neue, nicht verfügbare Informationen digital liefern.