Summary
A thick-shell hollow piezoceramic sphere electroded completely on both inside and outside surfaces and radially polarized can be used as a source and receiver of underwater sound. Restricting the analysis to moderately thick shells the electromechanical equations of displacement are solved to generate the frequency equation for the pure radial modes. The frequency equation is specialized to reflect the behavior of a barium-titanate shell and numerical values are tabulated for the first three frequencies for a broad range of shell thicknesses.
Zusammenfassung
Eine dickwandige Hohlkugel aus piezokeramischem Material, als Unterwasser-Schallsender und-empfänger verwendbar, trägt beidseitig einen Elektrodenbelag und ist radial polarisiert. Unter Beschränkung auf mäßige Wandstärke werden die elektromechanischen Verschiebungsgleichungen gelöst, um die Frequenzgleichung für die Radialschwingung zu erhalten. Dieser Frequenzgleichung wird für eine Bariumtitanat-Hohlkugel spezialisiert und es werden numerische Werte für die ersten drei Eigenfrequenzen innerhalb eines weiten Wandstärkebereiches angegeben.
Similar content being viewed by others
References
Hutchinson, T. s. andD. C. Baird: The Physics of Engineering Solids, New York: John Wiley and Sons. 1963.
Mason, W. P.: Physical Acoustics, Vol.1, Part A, New York: Academic Press. 1964.
Tiersten, H. F.: Thickness Vibrations of Piezoelectric Plates, J. Acoust. Soc.35, 53 (1963).
Haskins, J. F. andJ. L. Walsh: Vibrations of Ferroelectric Cylindrical Shells with Transverse Isotropy. I—Radially Polarized Case. J. Acoust. Soc.29, 729 (1957).
Toupin, R. A.: Piezoelectric Relations and the Radial Deformation of a Polarized Spherical Shell. J. Acoust. Soc.31, 315 (1959).
Hanish, S.: Theory of the Thick-Shell Hollow Piezoceramic Sphere Underwater Sound Transducer. N.R.L. Report 5405 (1959).
Luke, Y.: Integrals of Bessel Functions, p. 73. New York: McGraw-Hill. 1962.
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Drenkow, P.W., Long, C.F. Radial vibration of a thick-shell hollow piezoceramic sphere. Acta Mechanica 3, 13–21 (1967). https://doi.org/10.1007/BF01193597
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF01193597