Adaptrhot – wikipedia

Adaptronie (Artword Out s’adapter Tiv et Elek Tronik ) est une science interdisciplinaire qui traite de la structure de l’adaptatif (autofitting), réagissant activement des systèmes structurels mécaniques. Contrairement à la mécatronique, les actionneurs utilisés dans l’adaptronie sont intégrés directement dans l’écoulement de la force et utilisent les propriétés élastomécaniques des matériaux utilisés.

Les adaptroniques sont sous le concept des États-Unis depuis le début des années 1980 Structures intelligentes ou Matériaux intelligents investi, d’abord dans le but de réaliser plus variable, c’est-à-dire H. Structures satellites adaptables pour le projet SDI.

Par exemple, le contrôle actif de la forme des réflecteurs ou les vibrations et les déformations des travaux de barre a été examiné. L’objectif était de compenser activement les effets des conditions environnementales variables sur les structures mécaniques (par exemple, les contraintes thermomécaniques des structures légères à la suite de la lumière du soleil fortement variable dans l’ombre de la Terre ou dans le rayonnement direct ou les propriétés mécaniques des structures satellites vieillissantes pendant les temps de fonctionnement élevés).

En Allemagne – initialement dans le domaine de la recherche fondamentale et par la suite de la FUE appliquée – environ 10 ans plus tard, ils ont traité cette approche technologique. De divers experts le Systèmes de matériaux intelligents Et l’adaptronics a attaché un rôle fortement croissant dans les produits modernes. En raison de la complexité technologique -manner, ils signifieraient une copie difficile des produits et un avantage concurrentiel des emplacements de haute technologie. En tant qu’obstacle à l’utilisation commerciale large de l’adaptronie, les utilisateurs en série entraînent souvent des coûts trop élevés pour les composants d’adaptronie et les produits finaux d’adaptronie qui en résultent. Cependant, de grands progrès ont été réalisés ici ces dernières années, ce qui est également par le biais de développements technologiques et de produits adjacents tels que U. G. Piezo diesel injection directe.

Une grande partie des matériaux utilisés dans les systèmes adaptroniques peut être utilisé à la fois comme actionneur et comme capteur. En ce sens, ces matériaux assument deux fonctions. Depuis l’idée de l’adaptronie dans l’interférence mécanique directe dans les structures, qui en intégrant les matériaux dans les chemins de charge mécanique ^{[A 1]} Existe des structures, la fonction réelle et sensorielle est complétée par cette troisième fonction mécaniquement porteuse de charge. En conséquence, les matériaux de base utilisés de préférence dans l’adaptronie sont également appelés multifonctionnels.

Ces matériaux multifonctionnels se caractérisent par le fait qu’ils sont électriques, thermiques ou autres énergies en énergie mécanique convertir . En conséquence, ces matériaux sont également appelés matériaux de convertisseur ou convertisseurs d’énergie, également en Anglo-Saxon Transducteurs . Dans l’adaptronie, principalement ces matériaux de convertisseur sont utilisés dans lesquels la forme non mécanique d’énergie (par exemple l’électricité) est particulièrement techniquement facile à contrôler ou à évaluer.

Dans certains matériaux, ce changement d’énergie peut être effectué dans les deux directions réciproque. L’exemple le plus connu et le plus cité est la piézoélectricité de certains matériaux. Dans ceux-ci, l’action d’une pression mécanique conduit à un décalage des dipôles électriques et à des charges électriques d’entraînement sur des électrodes attachées au piézoélement. La tension électrique résultante peut être enregistrée et évaluée sensorielle. Les exemples d’application pour cet effet piézoélectrique dans la vie quotidienne sont les briquets électriques, dans la zone technique des capteurs piézoélectriques tels que les utilisateurs de force, d’accélération ou d’étirement. L’effet piézoélectrique inverse, qui correspond à une déformation du piézomatériau à la suite d’une tension électrique, est utilisée actuelle. Cet effet est utilisé dans les générateurs acoustiques comme haut-parleurs, signaleurs, etc. De plus, une grande variété d’acteurs est disponible pour la position de position et de vibration sur le marché commercial.

En plus des matériaux piézores, les matériaux les plus courants de l’adaptronie sont les alliages de mémoire formels si appelés. Cependant, ceux-ci sont généralement activés thermiquement, mais aussi magnétiquement dans certaines compositions d’alliage. Les alliages de mémoire formelle thermique sont utilisés en chirurgie pour les stents destinés à se développer et à garder la circulation sanguine rétrécie ouverte et qui sont activées par la chaleur corporelle. De plus, ils sont utilisés – en forme de fil – pour des facteurs compacts et simples (par exemple, le principe du câble Bowden) ou pour la commutation, parfois des systèmes de verrouillage très rapides. Par exemple, ce dernier est courant pour les crocs de voitures réversibles comme un supplément d’airbags dans l’avantage de développement: le matériau de mémoire de forme est de manière réversible par rapport aux airbagacteurs pyrotechniques et donc répété et donc utilisable pour les applications pré-crash.

Les matériaux magnaliers sont également utilisés, par exemple comme actionneurs dans les sonars de navires ou dans un style vibrant adaptatif. De plus, des fluides sont utilisés, qui changent leur viscosité en créant des champs électriques (fluides théologiques électriques) ou magnétiques (fluides magnétiquecorhéologiques). Ces fluides sont utilisés, par exemple, dans l’hydraulique et dans les amortisseurs dans la construction de véhicules ou l’équipement sportif.

Afin de démontrer le principe fonctionnel de l’adaptronie et de développer de nouveaux processus et méthodes, des faisceaux avec des actes de papier piézo-piéneux collés, également appelés piézopatches, sont souvent utilisés. Ici, les vibrations de la barre peuvent être considérablement réduites par un contrôle approprié des piézopatches. Le transfert dans des applications tels que les champs cutanés du revêtement de machine, les cabines d’inoniments, les éléments de façade tels que les fenêtres, les lames de rotor d’hélicoptères, les interprètes en robotique et les directives latérales des avions militaires est une partie assez évidente et constante de la recherche orientée vers les applications. ^[d’abord] Une pure action, ce principe des faisceaux d’obege piézo est utilisé, par exemple, dans des machines textiles avec des quantités élevées et une très grande durée de vie.

Un autre objet de démonstration typique est un verre d’eau avec une interface adaptronique sous-jacente, qui à son tour est montée sur une sous-structure oscillante. Si les actionneurs installés dans l’interface sont contrôlés de manière appropriée, l’eau dans le verre peut être maintenue en paix malgré les vibrations d’interférence sous elle et l’interface. Cet exemple peut être mentalement assimilé à une connexion à vis activement déformable. Les exemples d’application sont des roulements actifs pour l’assemblage de machines sur des fondations (par exemple, des machines dans les usines ou des unités de navire qui sont censées travailler les bras de vibration et d’interférence), connectant des plaques de serrage à des structures sensibles en laboratoire, stockant des composants optiques sensibles ou connectant le corps sur un châssis de caricature. Cela s’applique également au développement de structures adaptatives. Actionneurs discrets tels que B. PIEZO Multicouche utilisée. Ces acteurs sont actuellement très connus comme un produit de masse du domaine de la technologie d’injection diesel piézo. Ici aussi, une fiabilité très forte prouvée de l’actionneur est d’une grande importance.

Exigences pour le développement du système adaptronique [ Modifier | Modifier le texte source ]]

En plus de la compétence dans le domaine des matériaux, du capteur et en particulier de la conception de l’actualité telle que la mécanique structurelle et principalement la dynamique structurelle – pour atteindre la fonction cible mécanique adaptronique, par exemple pour le contrôle actif des vibrations, du bruit ou de la déformation – la formation et la simulation du modèle de composants et en particulier des systèmes complexes sont essentiels pour la conception et la mise en œuvre efficaces d’un tel système. Cette simulation doit fusionner les différents composants du système tels que l’actionneur, le capteur, la structure mécanique, l’électronique tels que le filtrage, le code réglementaire et les conditions environnementales mécaniques par intérim. Méthodes et outils de la FEM (méthode d’éléments finis), MKS (simulation multi-corps), CACE (Ingénierie de contrôle assistée par ordinateur) ou RCP (prototypage rapide de contrôle), EDA (Automation de conception électronique), CAD (conception assistée par ordinateur) et EMA (analyse modale expérimentale), Beaucoup plus d’analyses TPA sont, voir la fonction de transfert), l’analyse de vibration opérationnelle et beaucoup plus. La simulation sert l’analyse du système, le test et l’évaluation de concepts de solution possibles tels que l’évaluation du rendement. Étant donné que l’adaptronique vise en principe l’intégration de la fonction dans le chemin de charge mécanique, il est important de prendre en compte le fort effet rétroactif des différents composants du système entre eux dans la simulation. Afin d’optimiser l’effort pour la formation de modèles, la simulation et donc la conception des systèmes adaptroniques, comme déjà indiqué par les méthodes et les outils, l’utilisation de méthodes et méthodes et méthodes expérimentales numériques pour la formation de modèles est conseillé. En outre, les compétences de la technologie de contrôle, de l’électronique, du codéage, de l’intégration du système, de la technologie de fabrication et de traitement et de la fiabilité sont d’une importance essentielle pour l’adaptronie.

Ceci en particulier dans le contexte de la réalisation d’un système particulièrement optimisé pour l’application respective. Par exemple, une grande solution de séries, comme pour la zone automobile, sera évaluée différemment d’une solution spéciale en ingénierie des plantes ou en voyage spatial. En plus de l’accomplissement de la fonction cible et des performances réalisables d’un système adaptronique, les coûts et la fiabilité illusibles seront toujours formatrices. L’utilisation d’électronique de contrôle puissante à forte intensité coûteuse avec des performances du système maximales et des fonctions spéciales sera souhaitable pour une application haut de gamme si cela ne plaide pas sur le produit final qui peut être vendu au produit final, mais ne peut être plaidé pour un produit de masse dans la zone de consommation.

Les équipes de projet Adaptronic sont très souvent composées de scientifiques et d’ingénieurs en génie mécanique de différentes directions d’utilisation et mécanique, construction, construction légère, sciences des matériaux, technologie de contrôle, génie électrique, informatique, physique, mathématiques.

1. ↑ Un chemin de charge est le “chemin” que la force emprunte en cas d’impact.

• Christopher R. Fuller, et al .: Contrôle actif des vibrations , ISBN 978-0-12-269440-0, Academic Press, 1996
• Stephen Elliott: Traitement du signal pour le contrôle actif , ISBN 978-0-12-237085-4, Academic Press, 2001
• André Preumont: Contrôle des vibrations des structures actives , ISBN 978-1-4020-0925-9, Kluwer Academic Publishers, 2003
• Hartmut Janocha: Adaptronics et structures intelligentes , ISBN 978-3-540-71965-6, Springer Publisher, 2007
• Daniel J. Jendritza: Utilisation technique de nouveaux actionneurs , ISBN 978-3-8169-2765-5, expert-public, 2007

1. ↑ Johannes Michael Sinapius: Adaptronics. Principes – Matériaux fonctionnels – Éléments fonctionnels – champs cibles avec des exemples de recherche . Springer Vieweg, Braunschweig 2018, ISBN 978-3-662-55883-6.