<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">donstu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="epub">2687-1653</issn><publisher><publisher-name>Don State Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.12737/4469</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">donstu-308</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MATHEMATICAL AND NATURAL SCIENCES</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>INVESTIGATING CONSTANT DETERMINATION TECHNIQUES OF POLARIZED PIEZOCERAMICS</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Исследование методик определения констант поляризованной пьезокерамики</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Мадорский</surname><given-names>Виктор Вениаминович</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Madorskiy</surname><given-names>Victor Veniaminovich</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">epohrbats@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Митько</surname><given-names>Виктор Николаевич</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Mitko</surname><given-names>Victor Nikolayevich</given-names></name></name-alternatives><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Донской государственный технический университет, Россия</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Don State Technical University, Russia</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2014</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>30</day><month>06</month><year>2014</year></pub-date><volume>14</volume><issue>2</issue><fpage>36</fpage><lpage>45</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Madorskiy V.V., Mitko V.N., 2014</copyright-statement><copyright-year>2014</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Мадорский В.В., Митько В.Н.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Madorskiy V.V., Mitko V.N.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/308">https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/308</self-uri><abstract><p>Amplitude-frequency characteristics of the piezoceramic elements in the forms of a thin plate and a rod are studied through ANSYS program. Resonance and antiresonance frequencies of the first two disk radial modes, the thickness mode of the thin plate, and the axial mode of the rectangular cross-section long rod are measured. The numerical results are compared to the known determination techniques of the elastic Sij, piezoelectric dij, and dielectric εij constants of the piezoelectric materials. The improved procedure for determining elasticity constant SE13 on one specimen of only radial disk oscillations is suggested and substantiated. The method is based upon the relationships between the elastic constants of piezoceramics and the dispersion of longitudinal waves. The new method usage domain is studied. As compared to the known techniques, the proposed method facilitates the measure procedure and allows determining the elastic constant with the extended precision. A fundamentally new technique of measuring resonant and antiresonant frequencies of piezoelements with losses is developed for defining a full range of material constants of ideal elements without losses according to the Russian branch standards and the Institute of Radio Engineers (USA) standards for piezoelectric crystals.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>С помощью программы ANSYS проведены исследования амплитудно-частотных характеристик пьезокерамических элементов в форме тонкой пластины и стержня. Измерены резонансные и антирезонансные частоты первых двух радиальных мод диска, толщиной моды тонкой пластины и продольной моды длинного стержня прямоугольного поперечного сечения. Численные результаты сравниваются с известными методами определения упругих Sij, пьезоэлектрических dij и диэлектрических εij констант пьезоэлектрических материалов. Предложена и экспериментально обоснована усовершенствованная методика определения константы SE13 на одном образце только из радиальных колебаний диска. Метод основан на соотношениях между упругими константами пьезокерамики и дисперсией продольных волн. Исследованы границы применения нового метода. По сравнению с известными способами предложенная методика упрощает процедуру измерения и позволяет определить упругую константу с повышенной точностью. Разработана принципиально новая методика измерения резонансных и антирезонансных частот пьезоэлементов с потерями для определения полного набора материальных констант идеальных элементов без потерь согласно российским отраслевым стандартам и стандартам Института радиоинженеров (США) для пьезоэлектрических кристаллов.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>пьезоэлектрическая керамика</kwd><kwd>определение констант</kwd><kwd>метод резонанса — антирезонанса</kwd><kwd>потери</kwd><kwd>метод конечных элементов</kwd><kwd>программа ANSYS</kwd><kwd>метод возмущений.</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>piezoelectric ceramics</kwd><kwd>constant determination</kwd><kwd>resonance-antiresonance technique</kwd><kwd>losses</kwd><kwd>finite-element method</kwd><kwd>ANSYS program</kwd><kwd>perturbation method.</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ANSYS. Theory Reference Release 8.0 / Edited by P. Kohnke. — Houston : ANSYS Inc, 2003. — 292 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">ANSYS. Theory Reference Release 8.0 / Edited by P. Kohnke. — Houston : ANSYS Inc, 2003. — 292 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ОСТ 11.0444-87. Материалы пьезокерамические. Технические условия / Государственный фонд стандартов и технических условий. — Москва, 1987. — 141 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">ОСТ 11.0444-87. Материалы пьезокерамические. Технические условия / Государственный фонд стандартов и технических условий. — Москва, 1987. — 141 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Definition of constants for piezoceramic materials / V. A. Akopyan [et al.]. — New York : Nova Science Publisher, 2010. — 205 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Definition of constants for piezoceramic materials / V. A. Akopyan [et al.]. — New York : Nova Science Publisher, 2010. — 205 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">IRE standards on piezoelectric crystals, measurements of piezoelectric ceramic // Proceedings of the IRE. — 1961. — V. 49 — P. 1162.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">IRE standards on piezoelectric crystals, measurements of piezoelectric ceramic // Proceedings of the IRE. — 1961. — V. 49 — P. 1162.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Wang, H. Determination of full set material constants of piezoceramics from phase velocities / H. Wang, W. Cao // Journal of Applied Physics. — 2002. — V. 92, № 8. — Pp. 4578‒4583.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wang, H. Determination of full set material constants of piezoceramics from phase velocities / H. Wang, W. Cao // Journal of Applied Physics. — 2002. — V. 92, № 8. — Pp. 4578‒4583.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ding, H. The fundamental solutions for transversely isotropic piezoelectricity and boundary element method / H. Ding, J. Liang // Computers and Structures. — 1999. V. 71. — Pp. 445‒455.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ding, H. The fundamental solutions for transversely isotropic piezoelectricity and boundary element method / H. Ding, J. Liang // Computers and Structures. — 1999. V. 71. — Pp. 445‒455.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники / Л. А. Бессонов. — Москва : Высшая школа, 2003. — 496 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники / Л. А. Бессонов. — Москва : Высшая школа, 2003. — 496 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tiersten, H. F. Linear piezoelectric plate vibration / H. F. Tiersten. — New York : Plenum press, 1969. — 211 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tiersten, H. F. Linear piezoelectric plate vibration / H. F. Tiersten. — New York : Plenum press, 1969. — 211 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Holland, R. Design of resonant piezoelectric devices / R. Holland, E. Eernisse. — Cambridge : MIT Press, 1969. — 257 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Holland, R. Design of resonant piezoelectric devices / R. Holland, E. Eernisse. — Cambridge : MIT Press, 1969. — 257 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Наседкин, А. В. Моделирование эффективных модулей для различных типов пористых пьезокерамических материалов / А. В. Наседкин, М. С. Шевцова // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2013. — № 3—4 (72—73). — С. 16‒26.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Наседкин, А. В. Моделирование эффективных модулей для различных типов пористых пьезокерамических материалов / А. В. Наседкин, М. С. Шевцова // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2013. — № 3—4 (72—73). — С. 16‒26.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">О поляризации и определении эффективных характеристик пористой пьезокерамики / Г. Д. Вернигора [и др.] // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2011. — Т. 11, № 4. — С. 462‒469.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">О поляризации и определении эффективных характеристик пористой пьезокерамики / Г. Д. Вернигора [и др.] // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2011. — Т. 11, № 4. — С. 462‒469.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
