• 제목/요약/키워드: 압전 섬유

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압전복합재 작동기를 이용한 Hull 구조물의 모델링 및 진동제어 (Modeling and Vibration Control of Hull Structure Using Piezoelectric Composite Actuators)

  • 김흥수;손정우;최승복
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제23권1호
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    • pp.9-15
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    • 2010
  • 본 논문에서는 압전복합재 작동기가 표면에 부착된 Hull 구조물의 유한요소모델을 구성하여 동적 특성을 고찰하였으며, 구조물의 진동제어 특성을 평가하였다. Hull 구조물은 양 끝이 닫혀있는 실린더형 쉘 구조물을 고려하였으며, 항공기 동체나 잠수함과 같은 수중 구조물 등의 간단한 모델로 사용될 수 있다. 구조물의 진동제어를 위해 최근 NASA Langley 연구소에서 개발된 압전복합재인 Macro-Fiber Composite(MFC)를 적용하였다. MFC는 압전세라믹 섬유를 이용하여 유연성을 향상시키고, 맞물림 전극을 적용하여 면내 방향에서 큰 압전효과를 구현할 수 있도록 하였다. 유한요소모델을 바탕으로 구조물의 지배방정식을 도출하였으며, 동적 특성을 해석하여 실제 제작된 구조물의 실험결과와 비교 검증하였다. 최적제어 알고리즘을 구성하여 구조물의 진동제어 성능을 평가하였으며, 효과적으로 구조물의 진동을 제어할 수 있음을 확인하였다.

심낭압전으로 발견된 원발성 심낭 섬유육종 - 1예 보고 - (Primary Pericardial Fibrosarcoma Presenting as Cardiac Tamponade - A case report -)

  • 임주영;성규완;강길현;유동곤;김종욱;박종빈
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제40권8호
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    • pp.574-577
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    • 2007
  • 심낭에서 발생한 원발성 섬유육종은 매우 드문 질환으로 주로 급격한 혈성 심낭 삼출을 유발한다. 평소에 간헐적인 흉부압박감을 느껴왔던 30세 남자 환자가 내원 하루 전 갑작스런 흉통과 심한 호흡곤란으로 근처 병원에서 협심증 진단 하에 전원되어 심초음파 검사, 흉부 전산화 단층촬영 및 자기공명검사 등 정밀검사를 시행받았고, 그 결과 심낭 기형종 파열에 의한 심낭압전의 진단하에 수술을 받았다. 수술소견 상 혈성 심낭 삼출액이 다량 있었고, 심낭 종괴는 완전 절제하였으나 동결절편검사 상악성종양이 의심되었다. 수술 후 병리조직 검사상 심낭 종괴는 원발성 심낭 섬유육종으로 진단되었고 심낭 삼출액에서 암세포는 발견되지 않았다. 환자는 특별한 합병증 없이 퇴원 후 전원되어 추가적인 방사선치료를 받고 있다. 임상적으로 긴급을 요하는 심낭압전을 동반한 원발성 심낭 섬유육종 1예를 치험하였기에 보고하는 바이다.

알칼리 표면개질에 의한 poly(vinylidene fluoride) 섬유의 물리적 성질 (Physical Properties of Poly(vinylidene fluoride) Fibers by Alkaline Surface Modification)

  • 정용채;정민;이선화;조재환
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.437-438
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    • 2002
  • Poly(vinylidene fluoride)(PVDF)는 우수한 화학적 특성을 갖는 불소계 고분자로서 엔지니어링 플라스틱, 압전성 소재 및 봉합사용 소재로 이용되고 있다. 최근에는 PVDF의 화학적 개질을 통하여 전도성 고분자나 탄소섬유화 등의 기능성 소재로 만들려는 연구가 흥미롭게 이루어지고 있다. PVDF를 알칼리 처리하여 주쇄에 공액이중결합을 도입함으로써 전도성 고분자용 소재 또는 접착력이 개선된 PVDF 소재를 만들 수 있다. (중략)

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NSOM 장치의 제작 및 광특성 연구

  • 이주인;;유성규;신정규;유필원
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.75-75
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    • 1999
  • 100nm 공간 분해능을 갖는 NSOM 장치를 자체 제작하고 computer를 이용하여 측정을 자동화 하였다. 압전소자의 인가된 전압에 대한 이동거리를 x, y, z 축에 따라 측정 및 보정하고 NSOM topography 사진을 얻는데 성공하였다. 이때 이동거리는 x, y 축은 약 20nm/V이고, z 축은 2.5nm/V 이었다. 하지만 압전소자의 인가된 전압에 따른 이동거리의 비선형성에 대한 보정 및 feedback 제어의 안정화 등은 앞으로 해결해야할 문제로 남아 있다. 자체제작된 NSOM을 이용하여 GaAs/AlGaAs MQWs와 InAs/GaAs QDs 시료에 대한 PL, photocurrent 및 reflectance 등 분광 실험을 성공적으로 수행하였다. PL 실험의 경우 첨예한 광 섬유에 보내진 레이저 광의 세기가 매우 미약하기 (수십 nW) 때문에 탐침 크기가 약 500nm 일 때 측정되었다. 하지만 photocurrent 실험에서는 시료를 검출기로 사용하기 때문에 신호대 잡음비가 PL에 비하여 100배 이상 좋아지는 것을 발견하였다. 따라서 NSOM을 이용한 photocurrent 방법은 앞으로 NSOM의 공간 분해능을 높이는데 하나의 돌파구를 마련해 줄 것으로 기대된다.

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초음파전파영상화 시스템 하드웨어 발전 (Advances in Hardware of Ultrasonic Propagation Imaging System)

  • 정효미;이정률;박찬익
    • 비파괴검사학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.214-219
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    • 2012
  • 초음파전파영상화(UPI) 시스템은 2007년에 첫 논문 발표를 통해 시스템 개발이 보고된 이후 소프트웨어 및 하드웨어적 측면에서 다양한 형태로 발전된 시스템의 개발이 이루어졌다. 본 기고에서는 기본 UPI 시스템, 섬유파트랜스듀서 UPI 시스템, 순수광학시스템으로서 광섬유 센서 UPI 시스템, 완전비접촉 시스템으로서의 공기정압압전센서 UPI 시스템 및 레이저도플러진동계 UPI 시스템, 장거리 UPI 시스템, 옥외 적용성에 필수적인 저온환경 UPI 시스템 등을 소개한다.

압전 세라믹과 섬유복합재료 층으로 구성된 곡면형 경량 작동기 LIPCA의 설계/제작 및 성능시험 (Design/Manufacturing/Test of Curved Actuator LIPCA Composed of Piezoelectric Ceramic and Fiber Composite Layers)

  • 신석준;김주식;구남서;박훈철;곽문규;윤광준
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1268-1272
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    • 2000
  • 본, 논문에서는 카본/에폭시, PZT 세라믹 박판, 글래스/에폭시 층으로 이루어진 곡면형 복합재료 작동기(LIPCA)의 설계, 제작 및 성능실험에 대한 연구 성과를 제시하고 있다. LIPCA의 큰 요점은 기존 THUNDER의 성능을 유지하면서 이를 경량화 하기 위하여 THUNDER의 금속 층을 상대적으로 가벼운 섬유 강화 복합재료로 대체하는 것이다. 이러한 경량화 작업으로 LIPCA는 기존 THUNDER 보다 약 $30{\sim}40%$ 정도의 무게를 감소시킬 수 있으며, 복합재료의 특성에 따라 설계의 유연성을 가질 수 있는 장점이 있다. 또한, 에폭시 수지를 사용함으로써 접착제 없이 평판 몰드에서 오토클레이브에서 $177^{\circ}C$로 경화되어, 탈형된 후 충분한 곡률을 형성하였다. 작동 성능 실험에서, LIPCA는 기존 THUNDER보다 작동변위가 향상됨을 보였다.

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틸트로터 항공기 복합재료 날개의 진동 제어 (Vibration Control of Composite Wing-Rotor System of Tiltrotor Aircraft)

  • 송오섭
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.509-516
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    • 2007
  • 본 연구에서는 틸트로터 항공기의 날개-로터 시스템의 수학적 모델링과 자유진동 제어에 대하여 고찰하였다. 날개에 부착된 로터는 수직방향에서 수평방향으로 또는 그 반대로 틸팅각을 변경시킬 수 있다. 로터의 틸팅각, 복합재료 날개의 섬유각, 로터의 회전속도를 변수로 하여 자유진동 특성 및 압전재료를 이용한 자유진동 제어 효과에 대하여 고찰하였다. 복합재료 날개는 상자형 박판 보로 모델링 하였으며, 플랩-래그운동 사이의 연성과 인장-비틀림 운동사이의 연성이 발생하는 CUS 구조로 가정하였다. 수치해석 결과와 그에 따른 결론을 도출하였다.

인공근육에 적용되는 압전복합재료 작동기의 탄소섬유 배향각과 작동변위의 관계 (Relationship Between CFRP Ply Orientation and Performance Stroke in Piezoelectric Zirconate Titanate Composite Actuator(PZTCA) of Artificial Muscle)

  • 김철웅;이성혁;윤광준
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.641-644
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    • 2005
  • The aim of this research is to evaluate the relationship between the total effective moment $(M^E)$ and Bemoulli-Euler bending moment (M) when the ply orientations of UD CFRP in Piezoelectric Zirconate Titanate Composite Actuator (PZTCA) are changed. The obtained results as follows. Firstly, as the performance test results by the CFRP ply orientation, the performance of [0] and [90] were stable. However, while the performance of [+45] was suddenly decreased after 5 hours. Secondly, the change of $M^E$ by the CFRP ply orientation was evaluated. As the CFRP ply orientation was increased from [0] to [+60], the $M^E$ were gradually decreased. However, they became a little bit increased from [+60] to [90]. Finally, after the change of M by the CFRP ply orientation was evaluated, it was found that $M^E=2.2M$ was valid for just [0] and that there was a relationship between $M^E$ and M according to the ply orientation.

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음향방출법을 이용한 평판형 압전 복합재료 작동기의 파괴거동 해석 (Analysis of the Fracture Behavior of Plate-type Piezoelectric Composite Actuators by Acoustic Emission Monitoring)

  • 우성충;구남서
    • 비파괴검사학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.220-230
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    • 2006
  • 3점 굽힘 하중을 받는 단일 PET 및 평판형 압전 복합재료 작동기(PCA)의 파괴거동을 음향방출(AE) 법을 이용하여 살펴보았다. 단일 PET의 경우 최대 굽힘하중에서 발생한 AE신호는 고진폭 및 긴 유지시간을 갖는 특징을 보였으며 FFT에 의한 지배 주파수 대역을 확인한 결과 $100{\sim}230kHz$의 비교적 저주파수 대역이었다. PCA의 경우, stage 1에서 발생한 80dB이상의 고진폭 및 $170{\sim}223kHz$의 저 지배 주파수 대역을 갖는 신호는 PZT층에서의 취성파괴 및 PZT층과 인근 섬유층 사이의 층간분리에 의한 것으로 추정되었다. 상기의 AE거동 해석결과와 광학현미경 및 주사전자현미경에 의한 손상관찰에 근거하여 비대칭으로 적층된 PCA의 파괴거동과 관련한 AE특성을 규명하였다.

위성체 유연 보 구조물의 열 안정성 해석 (Thermal Stability Analysis of a Flexible Beam Spacecraft Appendage)

  • 윤일성;송오섭
    • Composites Research
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    • 제15권3호
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    • pp.18-29
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    • 2002
  • 본 논문에서는 얇은 벽보로 모델링 한 위성체 구조물에 입사되는 열 하중에 의해 발생하는 굽힘 진동과 열적 플러터에 대하여 연구하였다. 복합재료 얇은 벽보는 회전관성과 1차, 2차 와핑, 전단변형의 비고전적 요소를 포함한다. CUS구조물로 모델링한 복합재료 얇은 벽보의 열 진동 특성은 적층 순서와 섬유강화복합재료의 방향특성인자로부터 기인된 종방향 굽힘과 횡방향 굽힘의 언성과 관련하여 연구되었다. 수치 해석적인 방법으로 열적 플러터의 안정성 영역의경계값을 구하였으며, 태양 열 플럭스의 입사각, 감쇠계수, 섬유각의 변화에 의한 보의 변위를 구하였다. 주 구조물에 압전소자를 부착하여, 감지기와 작동기로 사용하여 제어해석을 수행하였다.