Dissipation of Oscillation Energy of Hemispherical Resonator in Attachment Area
EDN: EXPHRX
Abstract
Mass unbalance of a hemispherical resonator creates forces and moments affecting its center of mass and causing the oscillations of the resonator stem. A part of oscillation energy is dissipated in vicinity of the resonator joint, which reduces its Q factor and leads to additional systematic drift. The paper considers the main factors determining the dissipative characteristics of the resonator-foundation joint such as the resonator design and structure, internal friction in the bonding layer, and the defects in this layer. It has been shown that the internal friction due to attachment is proportional to the layer thickness and inversely proportional to the thickness of foundation, stem diameter, and elasticity modulus of the layer material. Asymmetric stem fixation in the opening in the foundation, ovality of this opening or the stem, bubbles in the bonding layer result in azimuth-depending losses and additional HRG systematic drift
About the Authors
B. S. Lunin
Lomonosov Moscow State University
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
М. А. Basarab
Bauman Moscow State Technical University
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
R. A. Zakharya
VNII GOCHS
Russian Federation
Russian Federation
Moscow
References
1. Жбанов Ю.К., Каленова Н.В. Поверхностный дебаланс волнового твердотельного гироскопа // Известия. РАН. Механика твердого тела. 2001. №3. С. 11–18.
2. Жбанов Ю.К., Журавлев В.Ф. О балансировке волнового твердотельного гироскопа // Известия РАН. Механика твердого тела. 1998. №4. С. 4–16.
3. Басараб М.А., Матвеев В.А., Лунин Б.С., Фетисов С.В. Влияние неоднородности толщины оболочки волнового твердотельного гироскопа на параметры дебаланса // Гироскопия и навигация. 2016. №4. С. 14–24.
4. Шарма Н. Г., Сундарараджан Т., Сингх Г. С. Влияние геометрических дефектов на процессы диссипации энергии колебаний и характеристики резонатора твердотельного волнового гироскопа с высокой добротностью // Гироскопия и навигация. 2020. Т. 28. №3 (110). С. 18–31. DOI 10.17285/0869-7035.0037.
5. Gerrard, D.D., Ng, E.J., Ahn, C.H., Hong, V.A., Kenny, T.W., Modeling the effect of anchor geometry on the quality factor of bulk mode resonators, 18th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (TRANSDUCERS), Anchorage, AK, USA, 2015, pp. 1997–2000, doi 10.1109/TRANSDUCERS.2015.7181346.
6. Журавлев В.Ф., Климов Д.М. Волновой твердотельный гироскоп. М.: Наука, 1985. 125 с.
7. Lunin, B.S., Kreisberg, V.A., Zakharyan, R.A., Basarab, M.A., Modelling of the residual atmosphere in vacuum device with internal adhesive joints, Vacuum, 2021, vol. 184, 109964, doi 10.1016/j.vacuum.2020.109964.
8. Сапожников А.И., Виноградов И.Е., Доценко Е.С., Введенский М.Д., Тимофеев С.С., Колесник М.М., Измайлов Е.А., Молчанов А.В. Волновой твердотельный гироскоп. Патент РФ RU 2793299 (2023).
9. Измайлов Е.А., Колесник М.М., Усышкин О.Г., Кан С.Г., Измайлов А.Е. Волновой твердотельный гироскоп. Патент РФ RU 2164006 (2001).
10. Маслов А.А., Маслов Д.А., Ниналалов И.Г., Меркурьев И.В. Волновые твердотельные гироскопы: обзор публикаций // Гироскопия и навигация. 2023. Т. 31. №1 (120). C. 3–25. EDN: BJLSLM.
11. Ma, Z., Zhao, H., Zhao, W., Song, X., Chen, X., Precisions Forming Technology of Quartz Hemispherical Harmonic Oscillator, Navigation and Control, 2019, vol.18, no. 2, pp. 7795, doi 10.3969/j.issn.1674-5558.2019.02.012.
12. Тимошенко C.П. Колебания в инженерном деле. М.: Наука, 1967. 444 с.
13. James, M., Jeanroy, A., Resonator particularly for a vibrating gyroscope, US Patent application 2006/0169068.
14. Постников В.С. Внутреннее трение в металлах. М.: Металлургия, 1968. 330 с.
Review
For citations:
Lunin B.S., Basarab М.А., Zakharya R.A. Dissipation of Oscillation Energy of Hemispherical Resonator in Attachment Area. Gyroscopy and Navigation. 2024;32(2):35-45. (In Russ.) EDN: EXPHRX
Views:
6
Email this article 