Adaptronik - Prinzipe - Funktionswerkstoffe - Funktionselemente - Zielfelder mit Forschungsbeispielen
von: Johannes Michael Sinapius
Springer Vieweg, 2018
ISBN: 9783662558843
Sprache: Deutsch
507 Seiten, Download: 29528 KB
Format: PDF, auch als Online-Lesen
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Adaptronik - Prinzipe - Funktionswerkstoffe - Funktionselemente - Zielfelder mit Forschungsbeispielen
| Vorwort | 6 | ||
| Danksagung | 8 | ||
| Inhaltsverzeichnis | 10 | ||
| Nomenklatur | 15 | ||
| 1 Einführung | 25 | ||
| Literatur | 30 | ||
| 2 Prinzipe der Adaptronik | 32 | ||
| 2.1 Einführende Beispiele adaptronischer Systeme | 32 | ||
| 2.2 Elemente der Adaptronik | 36 | ||
| 2.3 Varianten adaptiver Systeme | 37 | ||
| 2.4 Bausteine adaptiver Systeme | 39 | ||
| 2.5 Zusammenfassung | 40 | ||
| Literatur | 41 | ||
| 3 Funktionswerkstoffe | 42 | ||
| 3.1 Kennzeichen von Funktionswerkstoffen | 43 | ||
| 3.2 Elektromechanische Wandler | 52 | ||
| 3.2.1 Piezoelektrische Keramiken | 53 | ||
| 3.2.2 Elektroaktive Polymere | 92 | ||
| 3.3 Thermomechanische Wandler | 101 | ||
| 3.3.1 Formgedächtnislegierungen | 101 | ||
| 3.3.2 Formgedächtnispolymere | 110 | ||
| 3.4 Forschungsprojekte | 113 | ||
| 3.4.1 Aktoren auf Basis von nanoskaligen Kohlenstoffröhren | 114 | ||
| 3.5 Zusammenfassung | 147 | ||
| Literatur | 147 | ||
| 4 Adaptronische Funktionselemente | 152 | ||
| 4.1 Piezokomposite | 152 | ||
| 4.1.1 0-3-Piezokomposite | 155 | ||
| 4.1.2 1-3-Piezokomposite | 156 | ||
| 4.1.3 1-2-Piezokomposite | 159 | ||
| 4.1.4 2-2-Piezokomposite | 160 | ||
| 4.1.5 Nutzung von Eigenspannungen in Piezokompositen | 161 | ||
| 4.1.6 Vergleichende Betrachtung der Bauformen von Piezokompositen | 164 | ||
| 4.2 Stellwegvergrößernde Wandler | 165 | ||
| 4.3 Aktoren dielektrischer Elastomere | 175 | ||
| 4.4 Forschungsprojekte | 177 | ||
| 4.4.1 Radial-sensorische PVDF-Fasern | 177 | ||
| 4.5 Zusammenfassung | 185 | ||
| Literatur | 185 | ||
| 5 Aktive Formkontrolle | 188 | ||
| 5.1 Ziele aktiver Formkontrolle | 188 | ||
| 5.2 Integration von Funktionselementen in Bauteile | 189 | ||
| 5.3 Aktivierbare Faserverbunde | 196 | ||
| 5.3.1 Nutzung von Verformungskopplung | 211 | ||
| 5.3.2 Auswirkung der Integration auf Steifigkeit und Festigkeit | 218 | ||
| 5.4 Selektiv verformbare Leichtbaustrukturen | 220 | ||
| 5.5 Forschungsprojekte | 224 | ||
| 5.5.1 Zelluläre, durch Innendruck aktuierte, formvariable Strukturen | 224 | ||
| 5.5.2 Adaptive Tragflügelvorderkante | 241 | ||
| 5.5.3 Aktive Folienlager | 249 | ||
| 5.6 Zusammenfassung | 261 | ||
| Literatur | 262 | ||
| 6 Aktive Vibrationskontrolle | 264 | ||
| 6.1 Ziele der aktiven Vibrationskontrolle | 265 | ||
| 6.2 Grundlagen der aktiven Vibrationskontrolle | 265 | ||
| 6.2.1 Wellenausbreitung in Festkörpern | 266 | ||
| 6.2.2 Körperschallinterferenz | 273 | ||
| 6.2.3 Stehende Wellen | 277 | ||
| 6.2.4 Dämpfungseinfluss | 285 | ||
| 6.2.5 Einfluss integrierter Funktionselemente | 287 | ||
| 6.2.6 Antwortverhalten | 291 | ||
| 6.2.7 Lokale und örtlich verteilte destruktive Interferenz | 299 | ||
| 6.2.8 Diskretisierte Beschreibung der Schwingungen kontinuierlicher Strukturen | 301 | ||
| 6.3 Strukturdynamische Identifikation aktivierbarer Strukturen | 309 | ||
| 6.3.1 Einfreiheitsgradmethoden | 311 | ||
| 6.3.2 Mehrfreiheitsgradmethoden | 317 | ||
| 6.4 Varianten der aktiven Vibrationskontrolle | 323 | ||
| 6.4.1 Lokale Vibrationsunterdrückung | 323 | ||
| 6.4.2 Globale Vibrationsunterdrückung | 325 | ||
| 6.4.3 Schwingungsisolation | 329 | ||
| 6.4.4 Aktive Skyhook-Isolation | 332 | ||
| 6.4.5 Adaptive Tilgung | 334 | ||
| 6.4.6 Elektromechanische Tilgernetzwerke | 340 | ||
| 6.5 Forschungsprojekte | 350 | ||
| 6.5.1 Aktive Schwingungsberuhigung in kraft- und fußpunktangeregten Strukturen | 350 | ||
| 6.5.2 Aktive Schwingungsberuhigung in der Parallelrobotik | 359 | ||
| 6.5.3 Aktiv verwindbares Rotorblatt | 362 | ||
| 6.6 Zusammenfassung | 370 | ||
| Literatur | 371 | ||
| 7 Regelung adaptiver Strukturen | 374 | ||
| 7.1 Vorbetrachtungen und Ziele | 374 | ||
| 7.2 Grundlegende Regelungsstrategien | 377 | ||
| 7.2.1 Rückkopplung | 378 | ||
| 7.2.2 Störgrößenaufschaltung | 379 | ||
| 7.2.3 Steuerungssignale aus digitaler Filterung | 380 | ||
| 7.2.4 Optimalsteuerung | 382 | ||
| 7.2.5 Hybridregelung | 386 | ||
| 7.2.6 Adaptive Regelung | 386 | ||
| 7.3 Forschungsprojekte | 387 | ||
| 7.3.1 Aktive Schwingungsberuhigung in Strukturen mit wechselnden Schwingungseigenschaften | 387 | ||
| 7.4 Zusammenfassung | 396 | ||
| Literatur | 396 | ||
| 8 Aktive Schallbeeinflussung | 398 | ||
| 8.1 Ziele der aktiven Schallbeeinflussung | 398 | ||
| 8.2 Grundlagen der aktiven Schallbeeinflussung | 400 | ||
| 8.2.1 Wahrnehmung von Schall | 400 | ||
| 8.2.2 Schallfeldbeschreibung | 403 | ||
| 8.2.3 Schallinterferenz | 414 | ||
| 8.2.4 Schallabstrahlung von elementaren Quellen | 416 | ||
| 8.2.5 Schallabstrahlung von Platten | 425 | ||
| 8.2.6 Schallausbreitung in geschlossenen Räumen | 444 | ||
| 8.3 Varianten der aktiven Schallbeeinflussung | 455 | ||
| 8.3.1 Aktive Schalldruckreduktion - Active Noise Control | 456 | ||
| 8.3.2 Aktive Vibrationskontrolle - Active Vibration Control | 458 | ||
| 8.3.3 Aktive Struktur-Akustik-Regelung – Active Structural Acoustic Control | 458 | ||
| 8.4 Forschungsprojekte | 463 | ||
| 8.4.1 Beeinflussung der Schalltransmission in Flugzeugrümpfen mit aktiven Steuerungen | 463 | ||
| 8.5 Zusammenfassung | 472 | ||
| Literatur | 472 | ||
| 9 Integrierte Bauteilüberwachung | 474 | ||
| 9.1 Ziele einer integrierten Bauteilüberwachung | 474 | ||
| 9.2 Modale Methode einer integrierten Bauteilüberwachung | 477 | ||
| 9.3 Integrierte Bauteilüberwachung durch Analyse geführter Wellen | 481 | ||
| 9.4 Forschungsprojekte | 488 | ||
| 9.4.1 Lokalisierung von Schäden in komplexen Faserverbundstrukturen | 488 | ||
| 9.5 Zusammenfassung | 498 | ||
| Literatur | 499 | ||
| Sachverzeichnis | 500 |
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