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Ochoa-Perez PAutor (correspondencia)Gonzalez-Crespo AmAutor o CoautorJimenez-Martinez FjAutor o CoautorVázquez-Rodríguez MAutor o Coautor

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22 de febrero de 2021
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FEA Study of Shear Mode Decoupling in Nonstandard Thin Plates of a Lead-Free Piezoelectric Ceramic

Publicado en: IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS FERROELECTRICS AND FREQUENCY CONTROL. 68 (2): 325-333 - 2021-02-01 68(2), DOI: 10.1109/TUFFC.2020.2996083

Autores:

Ochoa-Perez, Pilar; Gonzalez-Crespo, Amador Miguel; Garcia-Lucas, Alvaro; Jimenez-Martinez, Francisco Javier; Vazquez-Rodriguez, Manuel; Pardo, Lorena
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Afiliaciones

CSIC - Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) - Autor o Coautor
Universidad Politécnica de Madrid - Autor o Coautor
‎ CSIC, Inst Ciencia Mat Madrid ICMM, Madrid 28049, Spain - Autor o Coautor
‎ Univ Politecn Madrid UPM, Dept Elect Fis Ingn Elect & Fis Aplicada ETSIST, Madrid 28031, Spain - Autor o Coautor
‎ Univ Politecn Madrid UPM, Dept Ingn Telemat & Elect DTE, ETSIST, Madrid 28031, Spain - Autor o Coautor
‎ UPM, CEMDATIC POEMMA R&D Grp, Madrid 28031, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

© 1986-2012 IEEE. The finite-element analysis (FEA) is used in this work to study the impedance curves and modes of motion at resonance of nonstandard shear plates, thickness poled, and longitudinally excited. An ecological, lead-free, piezoelectric ceramic of ( 1-{x} )(Bi0.5Na0.5)TiO3- {x} BaTiO3 with =0.06 (BNBT6) composition is studied. The FEA modeling is based on the full matrix of the material coefficients. These are obtained from complex impedance measurements on two-thickness poled resonators. A study as a function of the variations of the dimensions of the plate was accomplished ( {t}\,\,= thickness for poling and {L} and {w}\,\,= lateral dimensions, where {w} is the distance between electrodes for the electrical excitation). We aimed to a further understanding, and, thus, the ability to control, the coupling of the main shear resonance and the lateral modes. The use of uncoupled shear modes to obtain the material parameters is a key issue for their determination as complex quantities, thus considering all material losses, electromechanical, dielectric, and elastic.
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Palabras clave

AcousticsBariumBismuthCeramicsFerroelectricsFinite element analysis (fea)Frequency controlImpedancePiezoelectric materialsTitanium compounds

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS FERROELECTRICS AND FREQUENCY CONTROL debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia Scopus (SJR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2021, se encontraba en la posición , consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Acoustics and Ultrasonics.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2026-04-26:

  • Open Alex: 6
  • WoS: 5
  • Scopus: 5
  • Europe PMC: 4
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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-26:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 5 (PlumX).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/92857/

Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

  • Visualizaciones: 43
  • Descargas: 27
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Ochoa-Perez P) y Último Autor (Pardo L).

los autores responsables de establecer las labores de correspondencia han sido OCHOA PEREZ, MARIA PILAR y Pardo L.

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Objetivos del proyecto

La aportación persigue los siguientes objetivos: analizar las curvas de impedancia y los modos de movimiento en resonancia de placas delgadas no estándar con excitación longitudinal y polarización en espesor; evaluar el comportamiento de un material cerámico piezoeléctrico ecológico y sin plomo BNBT6 (1-{x})(Bi0.5Na0.5)TiO3-{x}BaTiO3 con x=0.06 mediante análisis por elementos finitos; determinar el efecto de las variaciones dimensionales (espesor t, longitud L y ancho w) en el acoplamiento entre el modo de corte principal y los modos laterales; caracterizar los parámetros materiales complejos a partir de modos de corte desacoplados, considerando pérdidas electromecánicas, dieléctricas y elásticas; y mejorar el control del acoplamiento modal para optimizar la determinación de propiedades materiales.
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Resultados más relevantes

El estudio presenta un análisis detallado mediante elementos finitos (FEA) de placas delgadas no estándar de un cerámico piezoeléctrico sin plomo BNBT6 con composición 1-x (Bi0.5Na0.5)TiO3-x BaTiO3, x=0.06. Los resultados más relevantes incluyen: la caracterización de curvas de impedancia y modos de resonancia en placas polarizadas en espesor y excitadas longitudinalmente; la obtención de coeficientes materiales completos a partir de mediciones de impedancia compleja en resonadores polarizados en espesor; el análisis del efecto de variaciones en las dimensiones de la placa (espesor t, longitud L y ancho w) sobre el acoplamiento de modos de corte y laterales; y la identificación de modos de corte desacoplados como clave para determinar parámetros materiales complejos, incluyendo pérdidas electromecánicas, dieléctricas y elásticas.
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