by Dipl.-Ing. H. Bossong

A nonlinear material behaviour is characteristic for different types of actuators, e.g. shape memory alloys, magnetostrictive and piezoelectric materials. This behaviour between the driving force and the resulting strain is measured with a Michelson Interferometer and can then be implemented in theoretical material models. After characterisation the actuators can be used without any restrictions to build up an active structure. With this procedure the behaviour of an active structure can be predicted on the basis of exact actuator parameters and then be compared with the experiment.



Clamping device to hold a piezoceramic actuator in the Michelson experiment.



A principle sketch of the Michelson interferometer (left side) and a photo of the setup during operation.



Results of a piezoceramic actuator characterisation. Here, the nonlinear behaviour between actuator driving voltage and strain is shown.

von Dipl.-Ing. H. Bossong

Bei verschiedenen Typen von Aktoren, z.B. aus Formgedächtnislegierungen (Shape Memory Alloys SMA), magnetostriktiven Materialien oder piezoelektrischen Keramiken, ist nichtlineares Materialverhalten zu beobachten. Dieses Verhalten wird mit Hilfe eines Michelson Interferometers untersucht und kann somit in die theoretischen Materialmodelle eingearbeitet werden. Die Aktoren können ohne Einschränkungen nach der Charakterisierung zum Aufbau einer aktiven Struktur benutzt werden. Somit besteht die Möglichkeit, das Verhalten einer aktiven Struktur mit Hilfe der exakten Aktorparameter zu berechnen und dies mit dem Verhalten im Experiment abzugleichen.



Vorrichtung zum Einspannen eines piezoelektrischen Aktors. Der verschiebliche Spiegel wird in den Strahlengang des Michelson Interferometers eingebracht.



Links ist der Aufbau des Michelson Interferometers zu sehen, rechts das Interferometer während des Versuchs.



Resultat der Charakterisierung eines piezokeramischen Plattenaktors. Der nichtlineare Zusammenhang zwischen Aktorspannung und Aktordehnung ist deutlich zu erkennen.