Zur Modellierung von nichtlinearen elektromechanischen Koppelphänomenen in Piezokeramiken:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Kassel
Inst. für Mechanik
2000
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| Schriftenreihe: | Institut für Mechanik <Kassel>: Bericht
2000,2 |
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| Beschreibung: | Zugl.: Kassel, Univ., Habil.-Schr., 2000 |
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INHALT
S
VERZEICHNIS
EINLEITUNG
5
ZUR
MOTIVATION
DER
ZIELSETZUNG
.
5
DAS
KONZEPT
DIESER
ARBEIT
.
6
1
ELEKTROMECHANISCHE
KOPPELPHAENOMENE
9
1.1
POLARISIERBARKEIT
.
10
1.2
PIEZO
UND
PYROELEKTRIZITAET
.
11
1.3
ELEKTROSTRIKTION
.
13
1.4
FERROELEKTRIZITAET
.
14
2
ELEKTRO-THERMOMECHANISCHE
FELDTHEORIE
23
2.1
THERMOMECHANIK
BEI
KLEINEN
DEFORMATIONEN
.
25
2.1.1
MOTIVATION:
DYNAMIK
DES
PUNKTHAUFENS
.
25
2.1.2
ZUR
KINEMATIK
DES
KONTINUUMS
.
26
2.1.3
BILANZRELATIONEN
DER
THERMOMECHANIK
.
27
2.2
ELEKTROSTATIK
DER
DIELEKTRIKA
.
30
2.2.1
MOTIVATION:
ELEMENTARE
ELEKTROSTATIK
DER
PUNKTLADUNGEN
.
30
2.2.2
MAKROSKOPISCHE
ELEKTROSTATIK
.
34
2.3
ELEKTROMECHANIK
DEFORMIERBARER
DIELEKTRIKA
.
39
3
LINEARE
PIEZOELEKTRIZITAET
43
3.1
THERMODYNAMISCHE
EINBETTUNG
.
43
3.2
DISKUSSION
TYPISCHER
EIGENSCHAFTEN
.
46
4
MAKROSKOPISCHE
PHAENOMENE
VON
PIEZOKERAMIKEN
51
4.1
ELEKTRISCHE
BELASTUNGEN
.
52
4.1.1
DIELEKTRISCHE
HYSTERESE
.
52
4.1.2
SCHMETTERLINGSHYSTERESE
.
55
2
4.2
MECHANISCHE
BELASTUNGEN
.
58
4.2.1
FERROELASTISCHE
HYSTERESE
.
58
4.2.2
GESCHWINDIGKEITSEFFEKTE
BEI
PZT-KERAMIKEN
.
62
4.3
ELEKTROMECHANISCHE
BELASTUNGEN
.
64
4.3.1
MECHANISCHE
DEPOLARISATION
.
64
4.3.2
FELDABHAENGIGE
KOERZITIVSPANNUNG
.
67
5
STAND
DER
FORSCHUNG
ZUR
MODELLIERUNG
ELEKTROMECHANISCHER
NICHTLINEA
RITAETEN
69
5.1
PHAENOMENOLOGISCHE
MATERIALTHEORIE
FUER
ELEKTROKERAMIKEN
.
69
5.2
THERMODYNAMISCH
MOTIVIERTE
MODELLIERUNG
FUER
FERROELEKTRIKA
.
71
5.3
BESCHREIBUNG
ELEKTROSTRIKTIVEN
VERHALTENS
.
72
5.4
SIMULATION
VON
MIKROSKOPISCHEN
UMKLAPPPROZESSEN
.
74
5.5
MISCHUNGSTHEORETISCHE
BESCHREIBUNG
VON
DOMAENENPROZESSEN
.
75
5.6
NICHTLINEARE
FINITE-ELEMENTE-SIMULATIONEN
.
76
6
EIN
EINFACHES
PHAENOMENOLOGISCHES
MODELL
FUER
FERROELEKTRIKA
79
6.1
DIE
GRUNDLEGENDE
STRUKTUR
DES
MODELLS
.
80
6.2
DARSTELLUNG
VON
IRREVERSIBLEN
VERAENDERUNGEN
.
81
6.3
DARSTELLUNG
VON
REVERSIBLEN
VERAENDERUNGEN
.
84
6.4
EINACHSIGE
FORMULIERUNG
DES
MODELLS
.
87
6.5
EINACHSIGES
FERROELEKTRISCHES
VERHALTEN
.
89
6.5.1
DIE
DIELEKTRISCHE
HYSTERESE
.
90
6.5.2
DIE
SCHMETTERLINGSHYSTERESE
.
97
6.6
EINACHSIGES
FERROELASTISCHES
VERHALTEN
.
100
6.7
UEBERLAGERUNG
VON
FERROELEKTRIZITAET
UND
FERROELASTIZITAET
.
103
6.7.1
KOPPLUNG
DES
FERROELEKTRISCHEN
UND
DES
FERROELASTISCHEN
TEILMODELLS
104
6.7.2
MECHANISCHE
DEPOLARISATION
.
105
6.7.3
VOM
ELEKTRISCHEN
FELD
ABHAENGIGE
KOERZITIVSPANNUNG
.
109
6.8
DISKUSSION
EINER
KOMPLEXEN
BEISPIELRECHNUNG
.
112
6.9
DREIDIMENSIONALE
FORMULIERUNG
DER
EVOLUTIONSGLEICHUNGEN
.
115
6.9.1
DER
VEKTOR
DER
REMANENTEN
POLARISATION
.
116
6.9.2
DER
TENSOR
DER
FERROELASTISCHEN
DEHNUNG
.
120
7
AUSBLICK:
ENERGETISCH
MOTIVIERTER
ZUGANG
ZUR
BESCHREIBUNG
VON
ANISO
TROPIEEIGENSCHAFTEN
UND
GESCHWINDIGKEITSEFFEKTEN
125
RESUEMEE
LITERATURVERZEICHNIS
3
131
135 |
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