Исследование методик определения констант поляризованной пьезокерамики
Аннотация
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.
Об авторах
Виктор Вениаминович Мадорский
Донской государственный технический университет, Россия
Россия
Россия
Виктор Николаевич Митько
Донской государственный технический университет, Россия
Россия
Россия
Список литературы
1. ANSYS. Theory Reference Release 8.0 / Edited by P. Kohnke. — Houston : ANSYS Inc, 2003. — 292 p.
2. ОСТ 11.0444-87. Материалы пьезокерамические. Технические условия / Государственный фонд стандартов и технических условий. — Москва, 1987. — 141 с.
3. Definition of constants for piezoceramic materials / V. A. Akopyan [et al.]. — New York : Nova Science Publisher, 2010. — 205 p.
4. IRE standards on piezoelectric crystals, measurements of piezoelectric ceramic // Proceedings of the IRE. — 1961. — V. 49 — P. 1162.
5. 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.
6. 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.
7. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники / Л. А. Бессонов. — Москва : Высшая школа, 2003. — 496 с.
8. Tiersten, H. F. Linear piezoelectric plate vibration / H. F. Tiersten. — New York : Plenum press, 1969. — 211 p.
9. Holland, R. Design of resonant piezoelectric devices / R. Holland, E. Eernisse. — Cambridge : MIT Press, 1969. — 257 p.
10. 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.
11. 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.
Рецензия
Для цитирования:
Мадорский В.В., Митько В.Н. Исследование методик определения констант поляризованной пьезокерамики. Вестник Донского государственного технического университета. 2014;14(2):36-45. https://doi.org/10.12737/4469
For citation:
Madorskiy V.V., Mitko V.N. INVESTIGATING CONSTANT DETERMINATION TECHNIQUES OF POLARIZED PIEZOCERAMICS. Vestnik of Don State Technical University. 2014;14(2):36-45. (In Russ.) https://doi.org/10.12737/4469
Просмотров:
539
Послать статью по эл. почте 