SU1193573A1 - Method of measuring elasticity constants in piezoelectric ceramics - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНСТАНТ УПРУГОСТИ В ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ КЕРАМИКЕ , заключающийс  в том, что в электродированном пол ризованном : стержне пр моугольного поперечного сечени  возбуждают упругие колебани , - увеличивают частоту возбуждени  упругих колебаний до получени  первого резонансного пика амплитуды колебаний стержн , соответствующего резонансу поперечной моды колебаний с направлением колебаний, перпендикул рным вектору пол  пол ризации, по пику определ ют резонансную и антирезонансную частоты этой моды колебаний , по этим частотам определ ют константы S,, отличающийс   тем, что, с целью повышени  информативности при измерении на одном стержне, дополнительно увеличивают частоту возбуждени  упругих колебаний до получени  второго резонансного пика амплитуды колебаний стержн , а б соответствующего резонансу продоль (Л ной моды колебаний, по которому определ ют резонансную и антирезонансную частоты этой моды колебаний, и по этим частотам определ ют константы .METHOD FOR MEASURING elastic constant in the piezoelectric ceramic, comprising the steps that elektrodirovannom polarized: a rod of rectangular cross-sectional excite the elastic vibration, - increase the frequency of excitation of elastic vibrations to produce a first resonant amplitude peak rod oscillations corresponding resonance transverse mode oscillation with the direction of oscillation , perpendicular to the polarization vector, the peak determines the resonant and antiresonant frequencies of this oscillation mode; their frequencies determine the constants S ,, characterized in that, in order to increase the information content when measuring on a single rod, the excitation frequency of elastic oscillations is further increased until a second resonant peak of the oscillation amplitude of the rod is obtained, which determine the resonant and antiresonant frequencies of this mode of oscillation, and constants are determined from these frequencies.

Description

. Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть исполь зовано дл  определени  констант, характеризующих упругие свойства транс версально-изотропных активных материалов , с помощью упругих колебаний. Цель изобретени  - повышение информативнрст при измерении на одном стержне. Способ измерени  констант упругос ти в пьезоэлектрической керамике осу ществл етс  следующим образом. Из исследуемогоматериала изготов л ют стержень пр моугольного попереч ного сечени . Пол ризуют его и нанос т электроды на боковые стороны. Возбуждают в исследуемом образце упругие волны при подаче электрического напр жени  на электроды. Измен ют частоту возбуждени  упругих колебаний . Измер ют амплитудно-частотную характеристику колебаний стержн . 1Фиксируют первый всплеск амплитуды колебаний образца, который соответст |Вует возникновению в об эазце. резонанса на попе.речнбй моде колебани  |стержн  с направлением колебаний, перпендикул рным вектору пол ризации . По этому всплеску определ ют и антирезонансную резонансную частоты этой моды колебаний. Затем рассчитывают константы S,, и. The invention relates to non-destructive testing and can be used to determine constants characterizing the elastic properties of transversely isotropic active materials using elastic vibrations. The purpose of the invention is to increase the informative value when measured on a single rod. The method of measuring the elastic constants in piezoelectric ceramics is carried out as follows. A core of rectangular cross section is made from the test material. Polarize it and apply electrodes to the sides. Elastic waves are excited in the sample under study when electrical voltage is applied to the electrodes. The excitation frequency of the elastic oscillations is changed. The amplitude-frequency characteristic of the rod oscillations is measured. 1The first burst of the oscillation amplitude of the sample is recorded, which corresponds to the occurrence in the sample. resonance on the upper mode oscillations of a rod with a direction of oscillations perpendicular to the polarization vector. This burst also determines the antiresonant resonant frequency of this mode of oscillation. Then calculate the constants S ,, and

где И, 5 длина стержн  и плотносттг материала его.where I, 5 is the length of the rod and its density.

Следовательно, способ измерени  констант упругости в пьезоэлектрической керамике позвол ет повысить информативность , поскольку измерение рассматриваемых констант осуществл етс  на одном образце. 73 j(.(nn Затем повышают частоту возбужде--; ни  упругих колебаний. Фиксируют второй всплеск амплитуды колебаний на амплитудно-частотной характеристике , соответствующий возникновению в образце- резонанса на продольной моде колебаний стержн . Этот всплеск имеет амплитуду, прёвьшающую амплитуды сигналов других мод, кроме поперечной , в три и более раза и позвол ет определить резонансную f и антирезонансную f частоты продольной моды колебаний. А константы и S,, рассчитываютс  по формуН Р с Ьз 1 - кг где а - поперечный размер.стержн , .л ( ilZ- И f. n A|7pp U i, IConsequently, the method of measuring the elastic constants in piezoelectric ceramics makes it possible to increase the information content, since the measurement of the constants under consideration is carried out on one sample. 73 j (. (Nn Then the frequency of the excitation is increased; no elastic oscillations. A second surge in the amplitude of the oscillations is recorded at the amplitude-frequency characteristic, corresponding to the appearance in the resonant sample in the longitudinal mode of the rod oscillations. This surge has an amplitude that precedes the amplitudes of the signals of other modes , besides the transverse, three or more times and allows to determine the resonant f and antiresonant f frequencies of the longitudinal mode of oscillation. And the constants and S ,, are calculated according to the formula H P with Lz 1 - kg where a is the transverse dimension. - And f. N A | 7pp U i, I

Claims (1)

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНСТАНТ УПРУГОСТИ В ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ КЕРАМИКЕ, заключающийся в том, что в электродированном поляризованном ; стержне прямоугольного поперечного сечения возбуждают упругие колебания, увеличивают частоту возбуждения упругих колебаний до получения первого резонансного пика амплитуды колебаний стержня, соответствующего резонансу поперечной моды колебаний с направлением колебаний, перпендикулярным вектору поля поляризации, по пику определяют резонансную и антирезонансную частоты этой моды колебаний, по этим частотам определяют константы S„ , отличающийс я тем, что, с целью повышения информативности при измерении на одном стержне, дополнительно увеличивают частоту возбуждения упругих колебаний до получения второго резонансного пика амплитуды колебаний стержня, о <о соответствующего резонансу продольной моды колебаний, по которому определяют резонансную и антирезонансную частоты этой моды колебаний, и по этим частотам определяют константы S _{3 3} * “szseeii tts >METHOD FOR MEASURING ELASTIC CONSTANTS IN PIEZOELECTRIC CERAMICS, consisting in the fact that in an electrodized polarized; elastic vibrations are excited by a rectangular cross-sectional rod, the elastic vibrational excitation frequency is increased to obtain the first resonant peak of the oscillation amplitude of the rod corresponding to the resonance of the transverse vibrational mode with the direction of oscillation perpendicular to the polarization field vector, the resonance and antiresonance frequencies of this vibrational mode are determined from the peak, from these frequencies constants S „are determined, characterized in that, in order to increase the information content when measuring on one rod, an additional increase the frequency of the excitation of elastic vibrations to produce a second resonance peak amplitude of the oscillation of the rod about <resonance of the respective longitudinal mode vibrations, which determine the resonant and antiresonant frequencies of the oscillation modes, and these frequencies determined constants _{March 3} S * "szseeii tts>