• Jelitto, Hans

Abstract

Risse an oder in dünnen Metallelektroden stellen eine Ausfallursache für Piezo-Aktoren dar. Von Interesse sind daher die das stabile Risswachstum bestimmenden bruchmechanischen Parameter für den Piezokeramik-Elektroden-Grenzflächenriss. Die bruchmechanischen Parameter werden theoretisch und experimentell bestimmt. Die Messung der zu einem Rissfortschritt führenden elektrischen und mechanischen Lasten erfolgt an 4-Punkt Biegeproben. Mit Hilfe der theoretischen Lösung für das Rissspitzenfeld des verallgemeinerten ebenen elektro-mechanischen Problems werden die K-Faktoren definiert. Die Bestimmung der kritischen K-Faktoren erfolgt mittels numerisch berechneter Geometriefunktionen für die 4-Punkt Biegeprobe. Aus dem Rissschließintegral ergibt sich der Zusammenhang zwischen den K-Faktoren und der Energiefreisetzungsrate.Cracks at thin electrodes are a known failure mode of piezoelectric actuators. For that reason the fracture mechanical parameters determining the stable crack grow for such interfacial cracks are of interest. The fracture mechanical parameters will be determined theoretical and experimental. The measurement of the critical loads leading to crack grow are performed at 4-point bending specimens. Using the theoretical solution for the near tip crack field of the generalized two dimensional problem the intensity factors will be defined. The determination of the critical intensity factors results from numerical calculated shape functions for the 4-point bending specimen. The crack closure integral gives the connection between the intensity parameters and the energy release rate.

Topics

• crack
• interfacial
• additive manufacturing
• discrete element method