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Physikalische Modellbildung und Simulationsberechnungen eines piezoelektrischen Biegewandlers

Mändl, Ron (2003):
Physikalische Modellbildung und Simulationsberechnungen eines piezoelektrischen Biegewandlers.
Technische Universität Darmstadt, [Seminar paper (Midterm)]

Abstract

Zusammenfassung:

In dieser Studienarbeit soll das Verhalten eines piezoelektrischen Biegewandlers anhand der Finite-Elemente-Methode (FEM) und analytischer Ansätze simuliert werden. Ein besonderes Augenmerk ist hierbei auf den Dachrinneneffekt gelegt worden. Dieser wird durch die Verwendung eines zweiten dij-Koeefizient erzielt. Die erstellten Programme sind in der Lage, ein 7-Schicht-Modell im FEM-Programm ANSYS und in MatLab zu simulieren. In MatLab wurden zwei Ansätze verwirklicht. Der erste stützt sich auf die Annahme, dass der Biegeradius innerhalb der Modells konstant ist. Dieser kann jedoch nur die einfache Auslenkung in einer Achsrichtung bestimmen. Der zweite Ansatz geht von einer neutralen Faser im Inneren der Struktur aus. Dieses Programm kann wie die FEM-Methode eine Auslenkung unter Berücksichtigung zweier dij-Koeefizienten bestimmen. Anhand der erhaltenen Ergebnisse kann bestätigt werden, dass die erstellten Programme korrekt arbeiten und somit anwendbar sind.

Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Realisierung einer Simulation von piezoelektrischem Verhalten mit Hilfe von ANSYS In Hinsicht auf die Implementierung in ANSYS ist es möglich, weitere Simulationen zu erstellen. Hierfür sind jedoch genauere Materialdaten der speziellen PZT-Keramik notwendig, welche zum Abschluss der Arbeit noch nicht vorlagen.

Item Type: Seminar paper (Midterm)
Erschienen: 2003
Creators: Mändl, Ron
Title: Physikalische Modellbildung und Simulationsberechnungen eines piezoelektrischen Biegewandlers
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

In dieser Studienarbeit soll das Verhalten eines piezoelektrischen Biegewandlers anhand der Finite-Elemente-Methode (FEM) und analytischer Ansätze simuliert werden. Ein besonderes Augenmerk ist hierbei auf den Dachrinneneffekt gelegt worden. Dieser wird durch die Verwendung eines zweiten dij-Koeefizient erzielt. Die erstellten Programme sind in der Lage, ein 7-Schicht-Modell im FEM-Programm ANSYS und in MatLab zu simulieren. In MatLab wurden zwei Ansätze verwirklicht. Der erste stützt sich auf die Annahme, dass der Biegeradius innerhalb der Modells konstant ist. Dieser kann jedoch nur die einfache Auslenkung in einer Achsrichtung bestimmen. Der zweite Ansatz geht von einer neutralen Faser im Inneren der Struktur aus. Dieses Programm kann wie die FEM-Methode eine Auslenkung unter Berücksichtigung zweier dij-Koeefizienten bestimmen. Anhand der erhaltenen Ergebnisse kann bestätigt werden, dass die erstellten Programme korrekt arbeiten und somit anwendbar sind.

Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Realisierung einer Simulation von piezoelektrischem Verhalten mit Hilfe von ANSYS In Hinsicht auf die Implementierung in ANSYS ist es möglich, weitere Simulationen zu erstellen. Hierfür sind jedoch genauere Materialdaten der speziellen PZT-Keramik notwendig, welche zum Abschluss der Arbeit noch nicht vorlagen.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Biegeelement Berechnung, Biegewandler piezoelektrisch, Finite Elemente Programm ANSYS, Simulationsprogramm ANSYS
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Microtechnology and Electromechanical Systems
Date Deposited: 31 Aug 2011 10:10
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1532

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 02-06-2003

Ende Datum: 08-09-2003

Querverweis: keiner

Studiengang: Elektrotechnik und Informationstechnik (ETiT)

Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT)

Abschluss: Diplom (MFT)

Identification Number: 17/24 EMKS 1532
Referees: Ballas, Dipl.-Ing. Rüdiger and Schlaak, Prof. Dr.- Helmut Friedrich
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