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Analytical expressions to estimate the effective piezoelectric tensor of a textured polycrystal for any crystal symmetry

Authors :
Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
Universidad de Sevilla. TEP245: Ingeniería de las Estructuras
Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO). España
Consejería de Economía, Conocimiento, Empresas y Universidad, Junta de Andalucía
Universidad Nacional de Mar del Plata. Argentina
Buroni, Julieta L.
Buroni Cuneo, Federico Carlos
Cisilino, ,Adrián P.
Melnik, Roderick
Rodríguez de Tembleque Solano, Luis
Sáez Pérez, Andrés
Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
Universidad de Sevilla. TEP245: Ingeniería de las Estructuras
Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO). España
Consejería de Economía, Conocimiento, Empresas y Universidad, Junta de Andalucía
Universidad Nacional de Mar del Plata. Argentina
Buroni, Julieta L.
Buroni Cuneo, Federico Carlos
Cisilino, ,Adrián P.
Melnik, Roderick
Rodríguez de Tembleque Solano, Luis
Sáez Pérez, Andrés
Publication Year :
2020

Abstract

This work introduces a set of analytical expressions that simplify the procedure for obtaining closed-form formulas to estimate the effective piezoelectric properties of polycrystalline aggregates formed by crystals of all the 21 non-centrosymmetrical classes, with arbitrary textures. These expressions are derived from the orientational averages of third-order piezoelectric tensors of individual crystals, weighted by orientational distribution functions. The averaging employs generalized spherical harmonic series expansions. Improvements over previous works are notable in two main aspects: all crystal symmetries are considered, and no symmetry restrictions are imposed on the texture. The versatility of the introduced expressions is demonstrated through an example of BaTiO3 polycrystals with uniaxial and biaxial textures characterized by single and double Gaussian distributions, respectively. The results for uniaxial texture align perfectly with those published in the literature, while the biaxial texture is discussed in detail and analyzed for a set of limiting cases.

Details

Database :
OAIster
Notes :
English
Publication Type :
Electronic Resource
Accession number :
edsoai.on1423458303
Document Type :
Electronic Resource