Die Auswirkung verschiedener Klebungen auf das Verhalten eines piezoelektrischen Wandlers

Die Modellierung bzw. das virtuelle Design von Ultraschallwandlern spielt gerade im Hinblick auf die Mannigfaltigkeit ihrer Einsatzgebiete und die stetig wachsenden Anforderungen der Industrie eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung piezoelektrischer Sensor- und Aktorsysteme. Der jeweils für eine spezielle Anwendung zu erreichende Grad der Realitätsnähe der eingesetzten Modelle ist dabei essentielle Voraussetzung für die Legitimation des virtuellen Designs. Neben idealisierten Strukturen, welche der Modellbildung unweigerlich anhaften, wird die Realitätsnähe wesentlich durch die genutzten Materialmodelle und deren Parametrisierung beeinflusst. Viele Arbeiten wurden aus diesem Grund auf dem Gebiet der akustischen Materialdaten-bestimmung sowohl passiver als auch aktiver Materialien durchgeführt. Ein Ultraschallwandler besteht nun aus einer Komposition von aktiven und passiven Elementen, welche z. B. mittels Klebungen zusammengef{\"u}gt werden. Aktuelle Praxis ist die Vernachl{\"a}ssigung der Klebschichteigenschaften oder ggf. eine Korrektur der durch die Klebschichtdicke hervorgerufene Frequenzverschiebung durch eine virtuelle Vergr{\"o}{\ss}erung eines der F{\"u}geteile. Dabei werden die Koppelbedingungen zwischen den gef{\"u}gten Materialien als ideal angenommen, was in der Realit{\"a}t jedoch nicht der Fall ist. Klebungen sind weder isotrop noch homogen aufgebaut. Des Weiteren ist ihre Dicke sehr klein, was in der Computersimulation dazu f{\"u}hrt, dass sie {\"u}ber effektive Parameter und stark vereinfachte Modelle beschrieben werden.