Context of the Work Placement

Florian RASTELLO
Instrumentation and Measurement
Institute of Technology: Montpellier
Characterisation of Multilayer
Piezoelectric Actuators (36DM) using
Finite Element modelling (COMSOL)
Work Placement Report
Microscale sensor laboratory, University of the West of Scotland
Paisley, Scotland
April 7th to 13th June 2014
Tutor UWS: KIRK Katherine
Tutor IUT Montpellier: TORRES Jérémi
Florian RASTELLO
Applied Physics
Abstract
The use of Finite Element modelling is becoming more prevalent within industry as part of
the product development process. It can be used to reduce the development time of new
products, identify potential issues before product is manufactured and can be used to gain a
greater understanding of products in operation. In this project I had to investigate the
properties of a multilayer piezoelectric stack actuator which through the implementation of
Finite Element (FEM) modelling.
In other words, my project is to work on characterising the piezoelectric actuator assemblies
for the deformable mirror segments with COMSOL Software. These actuators could be used
in adaptive optics system for the world largest and best astronomical telescope the ELT
project.
Adaptive optics is a method of correcting the distortion of astronomical images caused by the
Earth’s atmosphere so thanks to this technology telescopes will be able corrects the
atmospheric aberration.
The actuators are made of multi-layers of a piezoelectric material (PZT) and electrodes, which
are able to deform when we submit them to an electrical field.
L’utilisation de la Modélisation par Eléments Finis est de plus en plus répandue dans
l'industrie dans le processus de développement de produits. Il peut être utilisé pour réduire le
temps de développement de nouveaux produits, identifier les problèmes potentiels avant que
le produit soit fabriqué et peut être utilisé pour acquérir une meilleure compréhension des
produits en fonctionnement. Dans ce projet, j'ai eu à étudier les propriétés d'un actionneur
piézo-électrique multicouche à l’aide de la modélisation par Eléments finis.
En d'autres termes je dois comprendre et apprendre le fonctionnement des actionneurs
piézoélectriques pour le segment des miroirs déformable. Ces actionneurs peuvent être utilisés
dans les systèmes d'optique adaptative pour le plus grand et le meilleur télescope au monde, le
projet ELT. (European Largest Telescope)
L'optique adaptative est une méthode de correction de la distorsion des images astronomiques
causées par l'atmosphère de la Terre. Grâce à cette technologie télescopes pourront corriger
l'aberration atmosphérique.
Les actionneurs sont fait de plusieurs couches d'un matériau piézoélectrique (PZT) et
d’électrodes, qui sont capables de se déformer lorsque soumis à un champ électrique.
Florian RASTELLO
Applied Physics