Sensitivitätssteigerung durch Elektrodenmodifikation für die Materialparameterbestimmung von Piezokeramiken / von Dipl.-Ing. Carsten Unverzagt ; Erster Gutachter: Prof. Dr.-Ing. Bernd Henning, Zweiter Gutachter: Prof. Dr. rer. nat. Sybille Hellebrand. Paderborn, 2018
Inhalt
- Kurzfassung
- Abstract
- Inhaltsverzeichnis
- Symbolverzeichnis
- Einleitung
- Entwicklung und Stand der Technik
- Analytische Verfahren
- Inverse Verfahren und Sensitivitätsbetrachtungen
- Einordnung und Abgrenzung dieser Arbeit
- Piezomaterialdaten und Materialparameter
- Begriffsdefinitionen
- Tensor- und Matrixnotation
- Piezoelektrische Keramiken und piezoelektrischer Effekt
- Lineare Zustandsgleichungen piezoelektrischer Kristalle
- Berücksichtigung der Dämpfung
- Simulationsmodell
- Parametrisierbares Simulationsmodell zur Impedanzermittlung
- Impedanzverlauf durch harmonische Analyse
- Transiente Bestimmung mittels Impulsanregung
- Möglichkeiten zur Sensitivitätssteigerung
- Sensitivitätsanalyse für vollflächige Elektroden
- Sensitivitätssteigerung durch Anpassung der Elektrodentopologie
- Erweiterung um ein Vornetzwerk
- Geeignetes quantitatives Sensitivitätsmaß
- Elektrodenoptimierung für eine erhöhte Sensitivität
- Mess- und Versuchsaufbauten
- Materialparameterbestimmung für Piezokeramiken
- Optimierung mittels inversem Verfahren
- Startwerte der Materialparameter für die Optimierung
- Anwendung des Verfahrens auf eine PIC255-Piezokeramik
- Verfahren der Konsistenzprüfung
- Plausibilitätsbetrachtung für die ermittelten Materialparameter
- Zusammenfassung und Ausblick
- Anhang
- Charakteristische Frequenzen im Impedanzverlauf
- Achsenbezeichnungen
- Probekörpergeometrien und Grundschwingungsformen
- Formelsammlung Startwertermittlung
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- Literaturverzeichnis