Unsere Piezocomposite Actoren finden in vielen Bereichen Anwendung. In dieser Kategorie erhalten Sie einen Einblick in die bestehenden Applikationsgebiete und wie die Piezoaktoren eingesetzt werden.

Gern beraten wir Sie persönlich, welcher Piezocomposite Aktor am besten für Ihre Anwendung geeignet ist.

Materialprüfung, Stoß- und Krafterzeugung bis zu 50'000N

 

In der Materialprüfung wird ein Prüfling mit einem kurzen Impuls oder Stößen beaufschlagt. Die Impulsantwort, das Schwingungsverhalten wird mit einem Messsystem aufgenommen. Die Analyse (SRS shock response spectrum) gibt Auskunft über:

  • Materialeigenschaften
  • Strukturverhalten und
  • Aussagen zur Lebensdauer

Abbildung 1: Hopkinson-Stoßanordnung z.B.: mit Stahlstäben für Materialtests unter Stoßbelastung (hohe Dehnraten)


Piezoelektrische Stoßgeneratoren haben gegenüber bisher verwendeten Verfahren (z.B. Stoßanregung mittels Hammer) entscheidende Vorteile:

  • reproduzierbare Stoßanregung, Leistungspulse < 10µsec
  • hohe, variabel einstellbare Wiederholraten
  • einstellbare Stoßenergien
  • Pulsenergien bis in den Joule Bereich
  • kompakte Abmessungen
  • mehrere Stoßgeneratoren lassen sich synchronisieren

Der Piezostoß wird mit einem Rechteckimpuls erzeugt. Dabei ist die elektrische Ladezeit des Piezostapels kürzer als die axiale Laufzeit der Kompressionsfront (Schallgeschwindigkeit) im Piezostapel. Die mechanischen Spannungszustände in der Keramik sind örtlich und zeitlich stark inhomogen und erfordern spezielle Anpassungsmaßnahmen bei der Auslegung eines Piezo-Stoßgenerators. Krafterzeugung und Beschleunigung bei Stoßgeneratoren sind unabhängig von der Wiederholrate des Impulses einstellbar. Für Piezo Stoßgeneratoren ist typisch (charakteristisch)

  • symmetrisch (beidseitige) oder asymmetrischer (einseitiger) Versuchsaufbau möglich
  • der Stoßgenerator befindet sich zu Beginn des mechanischen Stoßes in mechanischem Kontakt mit dem Prüfling
  • die mechanische Energiebilanz kann durch die Wahl der Keramik und die Dimensionierung des Stoßgenerators eingestellt werden


Zunehmende Anwendungen für Stoßgeneratoren finden sich in der Qualitätsprüfung und Kalibrierung von Beschleunigungssensoren.

Die dynamischen Belastungen und inhomogenen Zustände im Piezoaktor führen bei herkömmlichen Piezoaktoren zur Zerstörung des Aktors und müssen unbedingt vermieden werden.

Piezokomposite in Stapelbauweise dagegen können speziell für oben genannte Zustände dimensioniert werden und halten den Impulsbelastungen stand.

Abbildung 3: doppelter Stoßgenerator - die Stoßausbreitung in den gekoppelten Stäben wird durch Dehnmessstreifen und Laser-Doppler-Anemometer erfasst

Abbildung 4: einfacher Stoßgenerator - durch die Überlagerung von Primärpuls und zeitlich verzögertem reflektierten Puls entsteht ein Doppelpulsprofil


Standard Piezoaktoren sind nur für einen niedrigen Frequenzbereich geeignet. Piezokomposite in Stapelbauweise sind speziell angepasst und erreichen dagegen hohe Leistungsdichten oder hohe Frequenzen und Beschleunigungen.

(+49) 3641 66 88-0

Unsere Ingenieure stehen Ihnen gern für eine umfassende Beratung zur Verfügung.

E-Mail-Adresse: info@piezojena.com

Kontaktformular

Wir melden uns schnellstmöglich bei Ihnen!

Unsere Partner weltweit