Piezoelektrische Biegewandler - Zur Physik des statischen und dynamischen Verhaltens
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| Verlag | Springer |
| Auflage | 2025 |
| Seiten | 511 |
| Format | 24 x 16,8 x 3 cm |
| Gewicht | 927 g |
| ISBN-10 | 3662703890 |
| ISBN-13 | 9783662703892 |
| Bestell-Nr | 66270389A |
Die vielfältigen industriellen Einsatzmöglichkeiten von piezoelektrischen Biegewandlern als Aktoren und hochpräzise Positioniersysteme erfordern eine an die jeweilige Aufgabe angepasste Leistungsfähigkeit. Dies setzt voraus, dass bereits in der Entwurfs- und Entwicklungsphase das statische und dynamische Verhalten solcher Aktor-Strukturen in der jeweiligen Anwendung vorhergesagt werden kann. Die geometrischen Abmessungen der einzelnen aktiven und passiven Schichten, ihre Abfolge im Schichtsystem und ihre elasto- und elektromechanischen Eigenschaften sind dabei Schlüsselfaktoren. Dieses Buch konzentriert sich auf die analytische Beschreibung des statischen und dynamischen Verhaltens von piezoelektrischen Mehrschicht-Biegewandlern. Es soll Studierenden der Natur- und Ingenieurwissenschaften, insbesondere der Physik, der Mikro- und Feinwerktechnik, der Mess- und Sensortechnik, der Mechatronik und Automatisierungstechnik sowie Ingenieur:innen und Wissenschaftler:innen in der Praxi s ein solides technisches Werkzeug für den Entwurf von piezokeramischen Biegewandlern an die Hand geben. Die Vorteile der analytischen Beschreibung werden anhand realer Messungen an einem Monomorph in Multilayer-Technologie demonstriert. Die Anforderungen an das Verständnis des Materials beschränken sich auf Grundkenntnisse der ein- und mehrdimensionalen Analysis sowie der elementaren Newtonschen Mechanik, der technischen Mechanik und der Elektrizitätslehre.
Inhaltsverzeichnis:
Einleitung.- Piezoelektrizität.- Piezoelektrische Funktionskeramik PZT.- Aufbereitung und Herstellung von PZT-Keramiken.- Energiedichte der elastischen Verformung.- Energiedichte im elektrostatischen Feld.- Piezoelektrische Zustandsgleichungen.- Statisches Verhalten piezoelektrischer Biegewandler.- Lagrange-Gleichungen und Aspekte der Variationsrechnung.- Hamilton-Prinzip und piezoelektrische Biegewandler.- Dynamisches Verhalten piezoelektrischer Biegewandler.- Piezoelektrischer Biegewandler als elektromechanisches System.- Messplatz für piezoelektrische Biegewandler.- Messungen am realen Biegewandler und analytische Berechnungen im Vergleich.
