Hallöchen an alle mutigen Aktorwerkstoff- und Prinzipien- Prüflinge,
da ich bei meiner Prüfungsvorbereitung nur ein Protokoll von 2015 gefunden habe, dachte ich ich schreibe mal ein aktuelleres und helfe damit hoffentlich dem einen oder anderem von euch. =)
Allgemeines:
Ich habe mich mit den Adaptronik Prüfungsprotokollen + Fragenkatalog von Prof. Bein aus der Fachschaft und eben mit diesem einen Protokoll von 2015, das hier im Forum zu finden ist, vorbereitet.
Des Weiteren fande ich folgende Literatur sehr hilfreich:
1) Grundwissen des Ingenieurs (Dieses Buch erwähnt Prof. Bein des öfteren in der Vorlesung. Auf Nachfrage einer Kommilitonin hat uns Prof. Bein freundlicherweise dann jedem eine ausgedruckte Version der relevanten Kapitel gegeben. Also fragt, am Besten während der Vorlesungszeit, mal nach ob ihr dazu irgendwie Zugang kriegt)
2) Adaptronik: Prinzipe-Funktionswerkstoffe-Funktionselemente-Zielfelder mit Forschungsbeispielen von Johannes Michael Sinapius
(Das Buch fande ich super vor allem um die Effekte der Formgedächtnislegierungen und der Piezokeramiken zu verstehen)
3) Vorlesungsfolien (natürlich 
)
Prüfungsschwerpunkte:
Piezokeramiken und Formgedächtnislegierungen
Dauer: ca 45 min
Prüfungsfragen:
Einführung:
1) Wo ist die Vorlesung Aktorwerkstoffe und -prinzipien einzuordnen? Abgrenzung von Mechatronik
2) Warum macht es Sinn Sensoren und Aktoren in die Struktur zu integrieren?
- Schutz der Sensoren, Aktoren vor äußeren Einflüssen
Zwischenfrage: Wo sollte man Aktoren denn am besten Anbringen?
- Am Ort der Anregung
- Aber worauf er eigentlich hinaus möchte: Durch die Integration in die Struktur, können die Stukturen dünnwandiger ausgelegt werden
Diese Bauweise ist platzsparender, gut bei geringem Bauraum.
3) Welche Aktorwerkstoffe kennen Sie?
-Lernt hier wirklich am besten alle, vergesst nicht die magnetostriktiven Legierungen und nennt wenn ihr zu den Elektroaktiven Polymeren kommt auch gleich die Dielektrischen Elastomere
Piezokeramiken:
1) Funktionsweise erklären
- Direkter, inverser Effekt, spontane und remante Polarisation, Curie-Temperatur
2) Was ist die Voraussetzung für den Piezoelektrischen Effekt
- Ladungszentren fallen nicht zusammen, Dipol
3) Wohin können sich die Ladungszentren verschieben?
Tetragonales Gitter: in alle 6 Raumrichtungen
Rhomboedral: in die diagonalen Richtungen
4) Wie verhält sich der piezoelektrische Effekte zur Feldstärke?
Ist proportionals zur Feldstärke --> richtungsabhängiger Effekt
5) Polatisation über Feldstärke skizzieren
- Hysteresekurve mit remanenter Polarisation und Koerzitivfeldstärke.
6) In welchem Bereich wird die Keramik betrieben?
- Also im rechten obere Quadranten die obere Teilkurve der Hysteres. Also die Linie, die vom Sättigungspunkt zur remanenten Polarisation nach links verläuft (Ich hoffe ihr versteht ein bisschen welchen Teil ich meine)
7) Zu was ist die Polaristation proportional?
Zur Dehnung: Achtung hier geht es um den Arbeitsbereich der Keramik.
Wie könnte man die Dehnung denn jetzt erhöhen?
Zwischen frage: wie groß ist die remanente Polarisation? --> 0.9 * spontane Polarisation
- die remanente Polarisation verringern also viel kleiner als spontane Polarisation machen
9) Woher kommen die Dehnungseffekte in der Piezokeramik?
Dipole richten sich im E-feld aus + werden durch das E-Feld auseinander gezogen
10) Vor- und Nachteile
Dynamik, Dehnung, (kann positiv oder negativ sein: positiv aktorisch für feine Positionierung oder sensorisch hohe Auflösungen), Kraft
Formgedächtnislegierungen:
1) Funktionsweise erklären:
- Einwegeffekt
- Zweiwegeffekt
- Superelastizität
Diese Effekte sollte ihr wirklich gut verstehen und am besten auch dazu die Spannungs-Dehnungs-Temperatur Schaubilder zeichnen und erklären können
2) Was bedeutet Hysteres?
- Dissipation in Form von Wärme
- Formgedächtnislegierung kann sich soweit erwärmen bis sie sich nur noch wie eine normale metallische Legierung verhält
3) Vor- und Nachteile
wie bei Piezos
4) Warum haben Formgedächtnislegierungen nur eine Frequenz berech von ca. 2Hz?
Wärmeabfuhr verläuft recht langsam
Weitere Tipps:
Merkt euch die auf jedenfall Werte oder eher größen Ordnungen. Ihr solltet die genannten Aktorwerkstoff hinsichtlich der Dynamik, Dehnung und Kraft mit einander vergleichen können.
Und merkt euch auch die jeweils verwendeten Stoffe für die Aktorwerkstoffe.
So an mehr kann ich mich momentan nicht erinnern. Der Prof gibt keinen Abzug auf gegebene Hilfestellung er versucht herauszufinden, wie tiefgehend Du die Themen verstanden hast.
Ich fande die Prüfung tatsächlich sehr cool, da ich auch währenddessen noch viel dazu lernen konnte. Ich hoffe mal euch wird es auch so ergehen.
Ich wünsche suuper viel Erfolg und Spaß bei der Vorbereitung und der Prüfung. 