Theoretische und experimentelle Untersuchung der parasitären Modenkopplung an Ultraschallwerkzeugen

Die Ultraschallsonotroden übertragen die Schwingungsenergie vom piezoelektrischen Wandler auf ein Werkstück. In den meisten Fällen werden diese Schwinger in einer longitudinalen Schwingungsmode betrieben. Häufig sind auch andere Moden an der Gesamtantwort beteiligt und bereiten den Herstellern von Ultraschallwerkzeugen oft erhebliche Schwierigkeiten. In dieser Arbeit werden die Interaktionen mit diesen Nachbarmoden in Abhängigkeit ihres Typs und ihrer Frequenzlage bewertet. Der Einfluss der Materialheterogenität auf das Schwingverhalten der Sonotroden und auf die Simulationsergebnisse der FEAnalysen wird ebenfalls untersucht. Die entwickelten Methoden ermöglichen bessere und verlässlichere Simulationsergebnisse bei der Auslegung von Sonotroden.