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Einfluss der Klebschichtdicke auf Kopplungsfaktor und Lebensdauer beim Bekleben von piezoelektrischen Flächenwandlern mit Epoxykleber

Influence of the adhesive layer thickness on the coupling factor and service life reliability for bonding of piezoelectric patch actuators with epoxy resin
 
: Widjaja, F.

:

MP materials testing 57 (2015), Nr.5, S.424-430
ISSN: 0025-5300
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer LBF ()

Abstract
In dieser Arbeit wurden Kopplungsfaktor und Lebensdauer von auf Federstahl mit Epoxykleber geklebten Piezoflächenwandlern unter Einflussgrößen wie Oberflächenrauigkeit und Klebschichtdicke mit einem Ansatz aus der Schwingungslehre experimentell untersucht. Verschiedene Proben mit variierten Klebschichtdicken wurden mit bestimmten Vorgangseinrichtungen erstellt und beklebt. Analytische Berechnungen wurden durchgeführt, um den Einfluss der Klebschichtdicke und Oberflächenrauigkeit auf den elektromechanischen Kopplungsfaktor sowie die Zuverlässigkeit zu betrachten. Der Einfluss der Klebschichtdicke auf den Kopplungsfaktor wurde dem der Fertigungstoleranzen und der Materialstreuung gegenübergestellt. Das Ermüdungsverhalten in Abhängigkeit von Klebschichtdicke wurde in Langzeitversuchen ausgewertet und verglichen. Die Ergebnisse zeigen keinen nennenswerten Einfluss der Klebschichtdicke auf Kopplungsfaktor und Lebensdauer bei Applikationen von Piezoflächenwandlern mit Epoxykleber.

 

Influence of the adhesive layer thickness on the coupling factor and service life reliability for bonding of piezoelectric patch actuators with epoxy resin. In this study, the contribution the coupling-factor and the service life reliability of piezoelectric patches attached to spring steel with epoxy resin was investigated regarding influences of surface roughness and the thickness of the adhesive layer on the basis of the theory of oscillation. Several specimens with varied thicknesses of the adhesive layer were prepared with the help of specific process apparatus and bonded subsequently. Analytical calculations were executed in order to assess the influence of the adhesive layer thickness and the surface roughness on the electromechanical coupling factor as well as the service life reliability. The influence of the adhesive layer thickness on the coupling factor was compared to that of the manufacturing tolerances and the material scatter. The fatigue behavior determined by the adhesive layer thickness was evaluated and assessed based on long-term experiments. The results show no significant influence of the adhesive layer thickness on the coupling factor und the service life reliability for bonding applications of piezoelectric patches with epoxy resin.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-352534.html