Die vierbändige Reihe für Physik im Lehramtsstudium behandelt kompakt und anschaulich die Grundlagen der Physik in aller Breite, ohne zu sehr in die theoretische Tiefe zu gehen. Sie ist auf die besonderen Anforderungen angehender Physiklehrer im Sekundarbereich zugeschnitten. Im Mittelpunkt stehen das Verständnis der physikalischen Gesetzmäßigkeiten sowie deren Relevanz im Alltag und in modernen technischen Anwendungen. Dazu enthält jeder Band viele farbige Abbildungen, Beispiele und Größenabschätzungen. Zur Ergänzung werden spezielle Themen aus der Physik, Mathematik oder Wissenschaftsgeschichte vertieft. Band 1 behandelt die klassische Mechanik nach Newton, beginnend mit der Kinematik und Dynamik des Massenpunkts bis zu den Bewegungen des starren Körpers. Aus der statistischen Bewegungsmechanik vieler Teilchen folgt zwanglos die Wärmelehre, die vor allem für ideale Gase vorgestellt wird. Den Abschluss bildet der Überblick über mechanische Wellen. Er leitet zu den Themen der weiteren Bände über. Folgende Bände sind erschienen bzw. in Vorbereitung: Band 2: Elektrodynamik und Optik, 2018.Band 3: Atom-, Kern- und Quantenphysik, 2021.Band 4: Kondensierte Materie, 2022.
Aktualisiert: 2023-03-27
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Die vorliegende Arbeit behandelt eine neuartige Methode zur Schwingungsdämpfung von zyklisch-symmetrischen Strukturen mittels beschalteter Piezowandler. Hierzu werden piezoelektrische Wandler auf den zyklischen Segmenten der Struktur appliziert und mit elektrischen Netzwerken beschaltet. Kommt es zu Strukturschwingungen, überführen die Piezowandler einen Teil der mechanischen Energie in elektrische Energie. Dieser Energieanteil wird dann an elektrischen Widerständen dissipiert und in der Folge sinken die Schwingungsamplituden der Struktur. Eine besondere Herausforderung bei der Auslegung der beschalteten Piezowandler ergibt sich aus der zyklischen Symmetrie, die zur Ausbildung von umlaufenden Schwingungsformen führt.
Es werden Methoden zur Berechnung der optimalen Platzierung der Piezowandler erarbeitet und eine Netzwerktopologie entwickelt mit der umlaufende Schwingungsformen gedämpft werden können. Mittels eines neuartigen modal-physikalischen Modells wird die Dämpfungswirkung der beschalteten Piezowandler numerisch berechnet. Anhand eines geometrisch einfachen Modellschaufelkranzes wird das Dämpfungsprinzip auf eine Anwendbarkeit in Turbomaschinen hin untersucht und die gute Dämpfungswirkung in experimentellen Untersuchungen erfolgreich nachgewiesen.
Aktualisiert: 2019-11-07
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Aktualisiert: 2020-05-29
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