Von der Professur Montage- und Handhabungstechnik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz wird seit 2009 das jährliche Simulationsanwendertreffen SAXSIM organisiert. Ausgewählte Beiträge werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht. Das 3. Anwendertreffen SAXSIM fand am 19.04.2011 an der TU Chemnitz statt. Zum zweiten Mal wurde diese Veranstaltung durch einen Mathcad Workshop am 18.04.2011 ergänzt, dessen Beiträge ebenfalls hinterlegt sind.

Von der Professur Montage- und Handhabungstechnik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz wird seit 2009 das jährliche Simulationsanwendertreffen SAXSIM organisiert. Ausgewählte Beiträge werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht. Das 4. Anwendertreffen SAXSIM fand am 17.04.2012 an der TU Chemnitz statt. Zum dritten Mal wurde diese Veranstaltung durch einen Mathcad Workshop am 16.04.2012 ergänzt, dessen Beiträge ebenfalls hinterlegt sind.

Este trabalho apresenta um método desenvolvido pela autora para, através de simulações multifísicas pelo Método dos Elementos Finitos (MEF), servir como ferramenta de apoio ao projeto e fabricação de guias de onda e moduladores eletro-ópticos em óptica integrada, além de possibilitar a análise da performance de moduladores eletro-ópticos. A técnica adotada para a fabricação dos guias de onda ópticos foi a de tensão mecânica. Os parâmetros de geometria (espessura do filme e larguras das trincheiras) e de temperatura de deposição do filme são definidos nas simulações e utilizados no processo de fabricação de guias de ondas em óptica integrada, que servem de base para a fabricação de moduladores eletro-ópticos em substrato cristalino de retículo cúbico. As trincheiras dos guias de onda do tipo canal são construídas em Germanato de Bismuto (BGO - Bi4Ge3O12), a partir da deposição sobre o substrato de um filme fino indutor de tensão mecânica (stress) Nitreto de Silício (Si3N4) e definidas pelos processos de litografia óptica e corrosão seletiva por plasma. Os moduladores são obtidos através da deposição dos eletrodos de alumínio sobre o filme, seguida de Si3N4 dos processos de litografia óptica e corrosão, obtendo-se eletrodos. O processo iterativo proposto inicia-se com os resultados das simulações, em que são definidos os parâmetros de fabricação do filme, da trincheira e dos eletrodos. Após a fabricação desses elementos, o componente é caracterizado e são medidos os parâmetros reais filme e do substrato. Esses valores são realimentados nas simulações para refinar o projeto do componente. O trabalho, além de apresentar todos os passos do processo interativo de simulações, projeto, fabricação e caracterização do componente desejado, indica as dificuldades encontradas na implementação do processo e as atividades futuras a serem desenvolvidas para o aperfeiçoamento do mesmo. / This work presents a method developed by the author to support the project and fabrication of integrated optic waveguides and electro-optic modulators by means of Finite Element Method (FEM) multiphysics simulations, also enabling the electro-optic modulators performance analysis. The technique used for fabricating the optical waveguides was the thermally induced residual stress (ISS). The geometry parameters (film thicknesses and trenches widths) and the film deposition temperature are obtained in the simulations and subsequently used in the integrated optical waveguides fabrication process, which serve as a basic building block for the electrooptic modulators on crystalline cubic lattice substrate. The channel waveguide trenches are built on Bismuth Germanate (BGO Bi4Ge3O12) by depositing a Silicon Nitride (Si3N4) Stress-inducing thin film, being later defined by optical lithography and plasma etching process. Modulators are obtained depositing aluminum on the Si3N4 film followed by the optical lithography and corrosion process, defining electrodes. The proposed iterative process starts with the simulation results that define the fabrication parameters of the film, trench and electrodes. After the fabrication of these elements, the device is characterized and the actual parameters of the film and substrate are measured. These values are fed back into the simulations to refine the component design. The work besides presenting all the simulation-design-fabrication-characterization iterative process for obtaining the devised device also highlights the difficulties encountered in the implementation process along with suggestions of future activities aiming at improving it.

Este trabalho apresenta um método desenvolvido pela autora para, através de simulações multifísicas pelo Método dos Elementos Finitos (MEF), servir como ferramenta de apoio ao projeto e fabricação de guias de onda e moduladores eletro-ópticos em óptica integrada, além de possibilitar a análise da performance de moduladores eletro-ópticos. A técnica adotada para a fabricação dos guias de onda ópticos foi a de tensão mecânica. Os parâmetros de geometria (espessura do filme e larguras das trincheiras) e de temperatura de deposição do filme são definidos nas simulações e utilizados no processo de fabricação de guias de ondas em óptica integrada, que servem de base para a fabricação de moduladores eletro-ópticos em substrato cristalino de retículo cúbico. As trincheiras dos guias de onda do tipo canal são construídas em Germanato de Bismuto (BGO - Bi4Ge3O12), a partir da deposição sobre o substrato de um filme fino indutor de tensão mecânica (stress) Nitreto de Silício (Si3N4) e definidas pelos processos de litografia óptica e corrosão seletiva por plasma. Os moduladores são obtidos através da deposição dos eletrodos de alumínio sobre o filme, seguida de Si3N4 dos processos de litografia óptica e corrosão, obtendo-se eletrodos. O processo iterativo proposto inicia-se com os resultados das simulações, em que são definidos os parâmetros de fabricação do filme, da trincheira e dos eletrodos. Após a fabricação desses elementos, o componente é caracterizado e são medidos os parâmetros reais filme e do substrato. Esses valores são realimentados nas simulações para refinar o projeto do componente. O trabalho, além de apresentar todos os passos do processo interativo de simulações, projeto, fabricação e caracterização do componente desejado, indica as dificuldades encontradas na implementação do processo e as atividades futuras a serem desenvolvidas para o aperfeiçoamento do mesmo. / This work presents a method developed by the author to support the project and fabrication of integrated optic waveguides and electro-optic modulators by means of Finite Element Method (FEM) multiphysics simulations, also enabling the electro-optic modulators performance analysis. The technique used for fabricating the optical waveguides was the thermally induced residual stress (ISS). The geometry parameters (film thicknesses and trenches widths) and the film deposition temperature are obtained in the simulations and subsequently used in the integrated optical waveguides fabrication process, which serve as a basic building block for the electrooptic modulators on crystalline cubic lattice substrate. The channel waveguide trenches are built on Bismuth Germanate (BGO Bi4Ge3O12) by depositing a Silicon Nitride (Si3N4) Stress-inducing thin film, being later defined by optical lithography and plasma etching process. Modulators are obtained depositing aluminum on the Si3N4 film followed by the optical lithography and corrosion process, defining electrodes. The proposed iterative process starts with the simulation results that define the fabrication parameters of the film, trench and electrodes. After the fabrication of these elements, the device is characterized and the actual parameters of the film and substrate are measured. These values are fed back into the simulations to refine the component design. The work besides presenting all the simulation-design-fabrication-characterization iterative process for obtaining the devised device also highlights the difficulties encountered in the implementation process along with suggestions of future activities aiming at improving it.

Von der Professur Montage- und Handhabungstechnik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz wird seit 2009 das jährliche Simulationsanwendertreffen SAXSIM organisiert. Ausgewählte Beiträge werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht. Das 2. Anwendertreffen SAXSIM fand am 27.04.2010 an der TU Chemnitz statt. Erstmals wurde diese Veranstaltung durch einen Mathcad Workshop am 26.04.2010 ergänzt, dessen Beiträge ebenfalls hinterlegt sind.

Von der Professur Montage- und Handhabungstechnik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz wird seit 2009 regelmäßig jedes Jahr im Frühjahr ein Simulationsanwendertreffen SAXSIM organisiert. Ausgewählte Beiträge werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht. Das 1. Anwendertreffen SAXSIM fand am 28.04.2009 an der TU Chemnitz statt. Parallel zur Onlineausgabe ist eine CD-ROM der Tagungsbeiträge erschienen. Sie enthält die präsentierten Vorträge zu unterschiedlichen Themenstellungen aus den Bereichen CAD, Simulation und Berechnung. Von Experten aus Wirtschaft und Wissenschaft wurden neben Hinweisen zu neuen Simulationsfeatures auch Einblicke und Anregungen für eine effiziente Bauteilberechnung gegeben, die Simulation komplexer Anlagen gezeigt und ingenieurtechnisch - mathematische Lösungsansätze erörtert.

Von der Professur Montage- und Handhabungstechnik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz wird seit 2009 das jährliche Simulationsanwendertreffen SAXSIM organisiert. Ausgewählte Beiträge werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht. Das 3. Anwendertreffen SAXSIM fand am 19.04.2011 an der TU Chemnitz statt. Zum zweiten Mal wurde diese Veranstaltung durch einen Mathcad Workshop am 18.04.2011 ergänzt, dessen Beiträge ebenfalls hinterlegt sind.

Von der Professur Montage- und Handhabungstechnik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz wird seit 2009 das jährliche Simulationsanwendertreffen SAXSIM organisiert. Ausgewählte Beiträge werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht. Das 4. Anwendertreffen SAXSIM fand am 17.04.2012 an der TU Chemnitz statt. Zum dritten Mal wurde diese Veranstaltung durch einen Mathcad Workshop am 16.04.2012 ergänzt, dessen Beiträge ebenfalls hinterlegt sind.

The presented dissertation thesis is focused, as the title suggests, on the analysis of stress state aspects of quasi-brittle fracture. That means the fracture of composite materials with cement matrix (such as concrete, mortar, plaster, etc.), ceramics and other composites. Used methods are based on the theory of multi-parameter linear elastic fracture mechanics, which highlights the importance of considering of several initial terms of Williams power series, approximating the stress and displacement fields in a cracked body, within conducted fracture analyses. Determination of values of coefficients of terms of this series, recalculated into the shape functions serving in most of the conducted stress state analyses, is performed via the so called over-deterministic method. Another tool for the problem solving is nonlinear fracture mechanics, represented primarily by the cohesive crack model, namely the crack band model implemented in the used ATENA software. For the backward reconstruction of stress field in the cracked bodies the application ReFraPro is used. The analytical part deals with various aspects of wedge-splitting test – from the boundary conditions, though various possibilities of nodal selection (required as input variables for the over-deterministic method) up to the advanced (automated) analysis of numerical model. Special chapter includes atypical test specimens designed for adjusting of various levels of constraint of stress and deformation at the propagating crack tip. The study of this geometry and also the subsequent detail analysis reveals important information for real experiments. Backward reconstruction of stress field presents analysis on suitable possibilities of nodal selections as inputs into the procedure of approximation of the crack tip fields and answers the question of the necessity of application of the multi-parameter linear elastic fracture mechanics for certain fracture analyses of specimens from quasi-brittle materials. The th

Das 5. Anwendertreffen SAXSIM fand am 23.04.2013 an der TU Chemnitz statt. Zum vierten Mal wurde diese Veranstaltung durch einen Mathcad Workshop am 22.04.2013 ergänzt, dessen Beiträge ebenfalls hinterlegt sind.