Experimentelle Untersuchung und Modellierung des temperatur- und lastabhängigen Verhaltens von Piezostapelaktoren

压电堆栈执行器的温度和负载相关行为的实验研究和建模

• 批准号: 197462161
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Stephan Rinderknecht
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2010-12-31 至 2012-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/197462161?language=en
• 关键词: Experimentelle; Untersuchung; und; Modellierung; des

Piezostapelaktoren gewinnen zunehmend an Bedeutung in industriellen Anwendungen. Die mechanische Leistungsfähigkeit der Aktoren ist jedoch im Allgemeinen durch die Eigenerwärmung der Aktorkeramik beschränkt. Bei erhöhten Umgebungstemperaturen ist deshalb nur ein Bruchteil der eigentlich vorhandenen Leistungsfähigkeit dauerhaft abrufbar. Mit der Temperaturänderung des Aktors geht eine Änderung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften einher. Heutige Aktormodelle vernachlässigen diese Temperaturabhängigkeit in der Regel völlig, was je nach Anwendungsfall zu großen Modellierungsfehlern führen kann. Das Phänomen der Eigenerwärmung wurde bereits von einigen Autoren behandelt. Alle bestehenden Untersuchungen beschränken sich jedoch auf die Beschreibung der reinen Eigenerwärmung. Rückschlüsse auf die elektromechanischen Eigenschaften des Aktors werden nicht gezogen. Ziel dieses Antrages ist es, ein selbstkonsistentes und temperaturabhängiges Materialmodell für Piezostapelaktoren zu schaffen, welches vollständig das temperaturabhängige, nichtlineare Aktorverhalten beschreibt und zusätzlich eine präzise Vorhersage der Aktoreigenerwärmung ermöglicht. Die Modellierung des piezoelektrischen Aktorverhaltens erfolgt mit mathematischen Hystereseoperatoren, welche durch Experimente an einem bereits am Institut vorhandenen Prüfstand parametrisiert werden. Das thermische Verhalten wird mit einem separaten thermischen Modell abgebildet.

压电陶瓷在工业领域有着广泛的应用。Aktoren的Leistungsfähigkeit机制在所有人中都是通过Aktorkeramik的Eigenerwärmung来实现的。Bei erhöhten Umgebungstemperaturen ist deshalb努尔ein Bruchteil der eigentlich vorhandenen Leistungsfähigkeit dauerhaft abrufbar. Mit der Temperaturänderung des Aktors geht eine Änderung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften einher. Heutige Aktormodelle vernachlässigen diese Temperaturabhängigkeit in der Regel völlig，was je nach Anwendungsfall zu großen Modellierungsfehlern führen kann.这一特征现象被一个独立的自动装置所取代。所有最好的实验都必须在本征值的基础上进行。Rückschlüsse auf die elektromechanischen Eigenschaften des Aktors韦尔登nicht gezogen. Ziel dieses Antrages ist es，ein selbstkonsistentes und temperaturabhängiges Materialmodell für Piezostapelaktoren zu schaffen，welches vollständig das temperaturabhängige，nichtlineare Aktorverhalten beschreibt und zusätzlich eine präzise Vorhersage der Aktoreigenerwärmung ermöglicht.压电驱动器的数学模型是用滞后运算的方法建立的，可以通过韦尔登的一个参数化实验来实现。热传导将与一个单独的热传导模型结合。