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Engelke D., Strackeljan J., Oehme B. Simulation und Bewertung des dynamischen Verhaltens eines piezoelektrischen Ultraschallwandlers

Engelke D., Strackeljan J., Oehme B. Simulation und Bewertung des dynamischen Verhaltens eines piezoelektrischen Ultraschallwandlers

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D.Engelke1 Dipl.-Ing., J.Strackeljan1 Prof. Dr.-Ing. habil., B.Oehme2 Dr.-Ing.

1-Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, Institut für Mechanik; 2-Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim  


 
SIMULATION UND BEWERTUNG DES DYNAMISCHEN VERHALTENS EINES PIEZOELEKTRISCHEN ULTRASCHALLWANDLERS
 


 
In diesem Beitrag wird das dynamische Verhalten eines piezoelektrisch angetriebenen Ultraschallwandlers untersucht. Speziell wird ein Langevin-Schwinger betrachtet. Dessen typische Geometrie wird mechanisch manipuliert, um die Arbeitsspitze des Systems zu Schwingungen außerhalb ihrer Längsebene anzuregen. Die Schwingungen des Systems werden mittels einer 3D-FEM Simulation berechnet und hinsichtlich einer späteren Optimierung bewertet. Das Ziel ist es, eine optimale Lösung zu erarbeiten, bei der die Arbeitsspitze in möglichst vielen Raumrichtungen schwingt.  
 
This paper concentrates on the dynamic behavior of a piezoelectric driven ultrasonic transducer. The studies focus specifically on the Langevin-type transducer that is known to oscillate in one vibration direction. The typical geometry is manipulated mechanically and the vibrations of the system are simulated by means of a 3D-FEM analysis. The results are evaluated with regard to a subsequent optimization. The aim is to work out an optimal system configuration, where the application tip oscillates in multiple spatial directions.

 

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