W monografii przedstawiono zagadnienia modelowania i badania drgających giętnie układów mechatronicznych, zawierających przetworniki piezoelektryczne, stosowane jako tłumiki lub aktuatory drgań. Zaproponowano sposób analizy rozpatrywanych układów, począwszy od opracowania modelu matematycznego, poprzez wyznaczenie jego charakterystyk, aż do określenia wpływu na nie parametrów elementów układu.
Poruszana tematyka jest istotna ze względu na rosnącą liczbę aplikacji zarówno prostego, jak i odwrotnego zjawiska piezoelektrycznego w różnego rodzaju nowoczesnych środkach technicznych. Modelowanie środków technicznych, w których stosuje się tworzywa o właściwościach piezoelektrycznych, ze względu na złożoność zjawisk w nich zachodzących, jest zadaniem złożonym i wymagającym dużych nakładów czasowych. Prawidłowy opis danego urządzenia w postaci modelu matematycznego, już w fazie jego projektowania, jest jednak podstawowym warunkiem jego właściwego działania.
W monografii zaproponowano więc procesy modelowania i badania, a także weryfikację zastosowanych modeli matematycznych, drgających, jednowymiarowych układów mechatronicznych. Utworzono ciągi dyskretno-ciągłych oraz ciągło-ciągłych modeli matematycznych, różniących się przyjmowanymi założeniami upraszczającymi, a więc tym samym dokładnością odwzorowania układu rzeczywistego. Stosując opracowane modele oraz skorygowaną metodę przybliżoną Galerkina, wyznaczono charakterystyki analizowanych układów oraz przeprowadzono badanie wpływu na nie zmian parametrów tworzywowych i geometrycznych poszczególnych elementów rozpatrywanych układów, uwzględniając również parametry warstwy kleju łączącej przetwornik piezoelektryczny z podukładem mechanicznym. W celu uogólnienia, otrzymane wyniki przedstawiono w postaci bezwymiarowej. Wskazano model matematyczny, którym w sposób najbardziej dokładny można opisać zjawiska zachodzące w tych układach, przy jednoczesnym, maksymalnym uproszczeniu stosowanego aparatu matematycznego, a także minimalizacji wymaganych nakładów czasowych.
Identyfikacja modelu optymalnego, ze względu na przyjęte kryteria, jest podstawowym celem niniejszej monografii, będącej wstępem do realizacji zadania syntezy drgających, jednowymiarowych układów mechatronicznych.

SPIS TREŚCI

WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ STOSOWANYCH W PRACY    

1.    WSTĘP    
1.1.    Wprowadzenie    
1.2.    Modelowanie układów mechatronicznych zawierających przetworniki piezoelektryczne    
1.3.    Omówienie treści pracy
    
2.    UKŁAD MECHANICZNY    
2.1.    Analiza drgań układu mechanicznego metodą dokładną    
2.2.    Analiza drgań układu mechanicznego metodą przybliżoną Galerkina    
2.3.    Weryfikacja metody przybliżonej Galerkina    

3.    UKŁAD MECHATRONICZNY Z SZEROKOPASMOWYM, PIEZOELEKTRYCZNYM TŁUMIKIEM DRGAŃ    
3.1.    Ciąg modeli matematycznych układu mechatromcznego z piezoelektrycznym tłumikiem drgań    
3.1.1.    Dyskretno-ciągły model matematyczny z założeniem idealnego przytwierdzenia tłumika piezoelektrycznego do powierzchni belki    
3.1.2.    Dyskretno-ciągły model matematyczny z założeniem czystego ścinania warstwy łączącej tłumik piezoelektryczny z powierzchnią belki    
3.1.3.    Dyskretno-ciągły model matematyczny z uwzględnieniem naprężeń stycznych i mimośrodowego rozciągania warstwy łączącej tłumik piezoelektryczny z powierzchnią belki    
3.1.4.    Dyskretno-ciągły model matematyczny z uwzględnieniem momentu zginającego, generowanego przez przetwornik i mimośrodowego rozciągania warstwy łączącej tłumik piezoelektryczny z powierzchnią belki
3.1.5.    Ciągło-ciągły model matematyczny z założeniem jednoosiowego rozciągania tłumika piezoelektrycznego    
3.1.6.    Ciągło-ciągły model matematyczny z uwzględnieniem drgań giętych tłumika piezoelektrycznego    
3.2.    Podatność dynamiczna układu mechatromcznego z szerokopasmowym, piezoelektrycznym tłumikiem drgań    
3.3. Analiza wpływu parametrów układu mechatronicznego z szerokopasmowym, piezoelektrycznym tłumikiem drgań na podatność dynamiczną oraz wybór optymalnego modelu matematycznego    

4.    UKŁAD MECHATRONICZNY Z AKTUATOREM PIEZOELEKTRYCZNYM
4.1.    Ciąg modeli matematycznych układu mechatronicznego z aktuatorem piezoelektrycznym    
4.1.1.    Dyskretno-ciągły model matematyczny z założeniem idealnego przytwierdzenia aktuatora piezoelektrycznego    
4.1.2.    Dyskretno-ciągły model matematyczny z założeniem czystego ścinania warstwy łączącej aktuator piezoelektryczny z powierzchnią belki    
4.1.3.    Dyskretno-ciągły model matematyczny z uwzględnieniem naprężeń stycznych i mimośrodowego rozciągania warstwy łączącej aktuator piezoelektryczny z powierzchnią belki    
4.1.4.    Dyskretno-ciągły model matematyczny z uwzględnieniem momentu zginającego, generowanego przez przetwornik i mimośrodowego rozciągania warstwy łączącej aktuator piezoelektryczny z powierzchnią belki
4.2.    Charakterystyka dynamiczna układu mechatronicznego z aktuatorem piezoelektrycznym    
4.3.    Analiza wpływu parametrów układu mechatronicznego z aktuatorem piezoelektrycznym na charakterystykę dynamiczną oraz wybór optymalnego modelu matematycznego    

5.    UWAGI KOŃCOWE    
BIBLIOGRAFIA    
STRESZCZENIE