• 제목/요약/키워드: 압전진동모드

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논문 : 압전적층판의 비선형 열압전탄성 거동에서의 스냅 - 스루 현상 (Papers : Snap - through Phenomena on Nonlinear Thermopiezoelastic Behavior of Piezolaminated Plates)

  • 오일권;신원호;이인
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.36-43
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    • 2002
  • 압전적층판의 비선형 열압전탄성 거동에서의 스냅-스루 현상을 뉴튼-랩슨기법에 호길이법을 적용하여 수치적으로 규명하였다. 층별변위장이론과 von Karman 변형률-변위 관계식을 적용하여 열압전탄성 복합적층 평판에 대한 비선형 유한요소정식화를 수행하였다. 다양한 압전 작동모드에 따라 대칭 및 편심된 구조모델에 대하여 정적 및 동적 관점에서 비선형 열압전탄성 거동과 진동특성을 연구하였다. 본 연구에서는 압전 작동기를 사용하여 유연한 열적 구조물들의 성능을 향상시킬 수 있는 가능성과 새로운 현상학적인 발견인 열압전탄성 스냅핑 거동이 좌굴된 압전탄성 복합적층 평판에서 과도한 압전작동력이 작용하는 경우에 발생할 수 있음을 제시하였다.

자기변형 스트립 탐촉자에 의한 유도초음파 모드 변환에 대한 실험적 검증 및 해석 (Experimental Evidence and Analysis of a Mode Conversion of Guided Wave Using Magnetostrictive Strip Transducer)

  • 정용무
    • 비파괴검사학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.93-97
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    • 2009
  • 자기변형 탐촉자는 유도초음파를 적용한 장거리 배관 검사 시에 유용하게 사용되는데 특히 그 신호패턴이 배열형 압전탐촉자를 사용한 유도초음파 신호보다 깨끗하고 단순하기 때문에 단일 결함에 의한 신호패턴을 해석할 수 있을 뿐만 아니라 결함 신호의 진행 상황을 분석함으로써 배관의 구조 건전성 감시(structural health monitoring)에도 사용되고 있다. 그러나 실제 현장 검사에서는 유도초음파의 방향성신호, 잔향효과, 모드변환, 구조물 등에 의한 의사 신호 또는 거짓 신호가 나타나기 때문에 결함 평가 시에 주의를 요한다. 본 연구에서는 실제 상황을 모의한 장거리배관 mock-up에서 발생하는 모드변환 신호를 실험적으로 검증하고 해석하였다. 자기변형 스트립 탐촉자에서 발생한 비틀림진동 T(0,1) 모드와 휨진동 F(1,3) 모드 또는 종진동 L(0,2) 모드 간에 모드변환이 발생함을 확인하였고 이러한 모드변환이 발생하는 원인을 스트립 탐촉자 및 검사대상체의 전자기적 재료 특성 및 구조 측면에서 해석하였다.

MR 유체와 압전스택을 이용한 능동 엔진마운트 시스템의 HILS 제어 (Control of Active Engine Mount System Featuring MR Fluid and Piezostack via HILS)

  • 이동영;최승복
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.351-356
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    • 2009
  • This paper presents vibration control performance of active engine mount system installed with the magneto-rheological (MR) mount and the piezostack mount. The performance is evaluated via hardware-in-the-loop-simulation(HILS) method. As a first step, six degrees-of freedom dynamic model of an in-line four-cylinder engine which has three points mounting system is derived by considering the dynamic behaviors of MR mount and piezostack mount. As a second step, sliding mode controller(SMC) is synthesized to actively control the imposed vibration In order to demonstrate the effectiveness of the proposed active engine mount, vibration control performances are evaluated under various engine operating speeds (wide frequency range) using HILS method and presented in time and frequency domain.

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압전션트 댐핑을 이용한 지능패널의 다중 모드 소음 저감 (Multi-mode Noise Reduction of Smart Panels Using Piezoelectric Shunt Damping)

  • 김준형;김재환
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.300-307
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    • 2003
  • This paper presents the multi-mode noise reduction of smart panels of which passive piezoelectric shunt damping is introduced. For the piezoelectric shunt damping, a passive shunt circuit composed of inductors and a load resistor is connected to the piezoelectric patch mounted on the panel structure. An electrical impedance model is introduced for the system based on the measured electrical impedance, and the criteria for maximum energy dissipation at the shunt circuit is used to find the optimal shunt parameters. For multi-mode shunt damping, the shunt circuit is modified by the introduction of a block circuit. Also the optimal location of the piezoelectric patch is studied by finite element analysis in order to cause the maximum admittance from the patch for each mode of the structure. An acoustic test is performed for the panels and a remarkable noise reduction is obtained in multiple modes of the panel structure.

압전션트를 이용한 패널의 다중 모드 소음 저감에 관한 연구 (Multi-mode noise reduction of using piezoelectric shunt damping smart panels)

  • 김준형;김재환
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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    • pp.216-221
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    • 2002
  • In this paper, the transmitted noise reduction of smart panels of which passive piezoelectric shunt damping is used, is experimentally studied. Shunt damping experiments are based on the measured electrical impedance model. A passive shunt circuit composed of inductors, and a load resistor is devised to dissipate the maximum energy into the joule heat energy. For multi-mode shunt damping, the shunt circuit is redesigned by adding a blocking circuit. Also the optimal location of the piezoelectric patch is studied by FEM in order to cause the maximum admittance from the patch for each mode of aluminum plate. In results, the transmitted sound pressure level of panels is efficiently reduced for multi-modes

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전자기 작동기와 압전 작동기를 이용한 하이브리드 마운트의 제어성능 평가 (Control Performance of Hybrid Mount Using Electromagnetic Actuator and PZT Actuator)

  • 팽용석;육지용;문석준;최승복
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제17권7호
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    • pp.617-623
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    • 2007
  • This paper presents an active vibration control of a dynamic system using hybrid mount which consists of elastic rubber-piezostack actuator and elastic rubber-electromagnetic actuator, respectively. After identifying stiffness, damping properties of the elastic rubber, PZT actuator and electromagnetic element, a mathematical model of the hybrid mount is established. The mount model is then incorporated into the dynamic system and the governing equation of motion is obtained in a state space. A sliding mode controller is designed in order to actively attenuate the vibration of the system. Control responses such as acceleration and transmitted force of the dynamic system are experimentally evaluated and presented in time and frequency domains.

전자기 작동기와 압전 작동기를 이용한 하이브리드 마운트의 제어성능 평가 (Control Performance of Hybrid Mount Using Electromagnetic Actuator and PZT Actuator)

  • 팽용석;육지용;문석준;최승복
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1131-1136
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    • 2007
  • This paper presents an active vibration control of a 1-DOF system using hybrid mount which consists of elastic rubber and PZT(piezostack) actuator and elastic rubber and electromagnetic actuator, respectively After identifying stiffness, damping properties of the elastic rubber, PZT actuator and electromagnetic element, a mathematical model of the hybrid mount is established. The mount model is then incorporated into the 1-DOF system and the governing equation of motion is obtained in a state space. A sliding mode controller is designed in order to actively attenuate the vibration of the system. Control responses such as acceleration and transmitted force of the 1-DOF system are experimentally evaluated and presented in time and frequency domains.

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메탈 기반의 낮은 공진주파수 대역을 갖는 에너지 하베스터 시뮬레이션 (Simulation for a metal based low frequency energy harvester)

  • 이재혁;차두열;장성필
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.210-210
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    • 2010
  • 에너지 하베스트 기술은 자연의 빛에너지, 휴대용 기기 탑재/부착장치의 미세 진동에너지, 걷거나 뛰는 인간의 신체활동으로 인한 소산에너지 등을 흡수하여 전기에너지로 변환, 전자기기의 전력으로 사용하는 재생형 에너지원이다. 본 논문에서는 그 중 주변 환경에서 에너지를 끌어 쓸 수 있는 기술 중 압전 효과 방식을 이용한 진동 형태의 에너지 하베스트 기술을 활용하여 설계하고 FEM simulation을 통해 분석해보았다. 압전 물질로는 PZT를 사용하고 메탈기반의 캔틸레버로는 구리를 사용하여 크기를 길이, 넓이, 폭 각각 $6{\times}4{\times}0.025mm^3$으로 모델링하여 444Hz의 공진주파수에서 응력이 $2.68e^{+5}Pa$ 발생하는 결과를 얻었다. 그 결과 $d_{33}$ 모드의 전극형태에서 전압을 2.56V 얻을 수 있음을 추론할 수 있었다.

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MR 유체와 압전스택을 이용한 능동 엔진마운트 시스템의 HILS 제어 (Control of Active Engine Mount System Featuring MR Fluid and Piezostack via HILS)

  • 이동영;최승복
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.122-128
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    • 2010
  • This paper presents vibration control performance of active engine mount system installed with the magneto-rheological(MR) mount and the piezostack mount. The performance is evaluated via hardware-in-the-loop-simulation(HILS) method. As a first step, six degrees-of freedom dynamic model of an in-line four-cylinder engine which has three point mounting system is derived by considering the dynamic behaviors of MR mount and piezostack mount. As a second step, sliding mode controller(SMC) is synthesized to actively control the imposed vibration. In order to demonstrate the effectiveness of the proposed active engine mount, vibration control performances are evaluated under various engine operating speeds(wide frequency range) using HILS method and presented in time and frequency domain.

비선형성을 고려한 압전소자의 모델링 및 운동제어 (Modeling and Motion Control of Piezoelectric Actuator)

  • 박은철;김영식;김인수
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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    • pp.630-637
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    • 2003
  • This paper proposes a new modeling scheme to describe the hysteresis and the dynamic characteristics of piezoelectric actuators in the inchworm and develops a control algorithm for the precision motion control. From the analysis of piezoelectric actuator behaviors, the hysteresis can be described by the functions of a maximum input voltage. The dynamic characteristics are also identified by the frequency domain modeling technique based on the experimental data. For the motion control, the hysteresis behavior is compensated by the inverse hysteresis model. The dynamic stiffness of an inchworm is generally low compared to its driving condition, so mechanical vibration may degenerate the motion accuracy of the inchworm. Therefore, the sliding mode control and the Kalman filter are developed for the precision motion control of the inch-warm. To demonstrate the effectiveness of the proposed modeling schemes and control algorithm, experiment validations are performed.

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