본 논문에서는 박막 PZT(Pb(Zr,Ti)O3)를 이용한 d33모드의 자가 발전 소자를 설계 및 제작 하였다. 자가 발전 소자는 진동 에너지를 압전 현상을 통해 전기 에너지로 변환하는 소자로서, 제안한 구조는 단일 외팔보가 아닌 20개 이상의 외팔보를 원형으로 집적한 구조를 갖기 때문에, 기존의 단일 외팔보 위주의 자가발전 소자보다 출력 전력이 우수하다. 자가 발전 소자의 성능 최적화를 위해 유한요소기법(FEM)을 통해 기계적 특성을 분석하였으며, 마이크로 머시닝 기법을 이용하여 초박형의 자가 발전 소자를 제작할 수 있었다. 제작된 자가발전 소자는 $1.2mm\times1.2mm\times0.5mm$ (높이)의 크기를 갖는다.
비선형 건마찰 감쇠를 가진 외팔보의 강제진동 응답을 건마찰 감쇠기와 가진력의 위치변화에 대하여 미끄러진 변위와 힘레벨을 수치해석하였다. 구성모드의 분석은 비선형 감쇠를 가진 계를 해석하기 위해 구속조건과 Lagrange 승수에 기초를 두고 분석하였다. 외팔보의 진동분석 결과 건마찰 감쇠기가 부착된 단순 지지된 보(beam)에서 보여진 응답특성과 유사한 특성이 나타났다.
Static and dynamic responses of micro cantilever beam structures undertaking electrostatic forces are obtained employing Galerkin's method based on Euler beam theory. Variations of static and dynamic responses as well as resonant frequencies are estimated for several sets of beam properties and applied voltages. It is shown that the applied voltage influences the deflection and the modal characteristics significantly. Such information can be usefully employed for the design of MEMS structures.
직물은 유연하여 외력에 의해 쉽게 굽힘, 비틀림 등의 변형이 일어난다. 이러한 특성 중 직물의 굽힘은 태, 봉제성, 드레이프성 등의 중요 인자로서 지금까지 여러 연구들이 직물의 구조에 관련하여 굽힘강성을 분석하려는 시도가 계속되어 왔다. 이러한 연구의 최초의 시도로서 1930년대 Peirce가 직물을 선형탄성체로 가정한 후 외팔보법을 적용시켜 굽힘길이로 굽힘강성을 나타내었으며[l] 현재까지도 이 시험법이 시행되어 오고 있다. (중략)
Dynamic stability of an oscillating cantilever plate is investigated in this paper. The equations of motion include harmonically oscillating parameters which originate from the motion-induced stiffness variation. Using the multiple scale perturbation method is employed to obtain a stability diagram. The tability diagram shows that relatively large unstable regions exist when the frequency of oscillation is near twice the frequencies of the 1st torsion natural mode and the 1st chordwide bending mode.
본 논문에서는 구조물에 작용하는 하중의 크기와 진동수에 따른 거동의 비선형성을 확인하고 정확한 예측을 위한 방법을 모색하기 위하여 외팔보의 정적 및 동적해석의 수행에서 선형, 비선형 해석의 결과를 비교하는 연구를 진행하였다. 우선 보의 자유단에 수직방향의 정적 및 동적 하중을 가한 상황을 예측하였다. 선형 해석방법으로 고전 외팔보 이론을 적용하였고, co-rotational dynamic 유한요소해석 기법을 개발하여 비선형 해석방법으로 사용하였다. 먼저 정적해석에서 외력의 크기가 달라질 때 선형 및 비선형 해석 예측이 어떠한 차이를 보이는지 비교하였다. 그리고 동적해석을 통해 가진 진동수의 변화에 따른 보 끝단의 무차원화된 변위의 양상을 연구하였고, 공진진동수 근방에서의 상당한 변위가 발생함을 보였다. 마지막으로 주파수 지연현상을 조사하기 위해 특정 진동수에서의 시간 경과에 따른 보의 변위를 확인하였다.
수중 압전 에너지 하베스터(Piezoelectric Energy Harvester, PEH) 설계시 곡률변화를 통해 외팔보형 전체의 와류유기진동(Vortex Induced Vibration, VIV)을 생성시키고, VIV의 생성으로 곡면형 외팔보 PEH에 진동 변위가 증가한다는 것은 실제 전력을 증대 시키는 데 중요한 요소이다. 해석 모델인 곡면형 PEH의 재질은 Polyvinyline Di-Floride(PVDF) 압전 필름으로서 곡률이 다양한 50 mm, 130 mm, 210 mm 모델에 유속은 0.1 m/s ~ 0.50 m/s로 정하여 VIV에 의한 PEH의 스트레인 에너지 변화를 관찰하였다. 곡률 반경이 작을수록 큰 폭의 VIV가 나타났고, 유속이 증가할수록 VIV가 많이 나타났다. 작은 곡률로 인한 급격한 형상변환이 VIV의 생성에 효과적이었고 스트레인 에너지, 정규화 발생 전압, 평균 전력 등은 곡률이 증가할수록 감소하였다. PEH 자체의 전력량을 증대시키기 위해 급한경사의 곡률 개선뿐만 아니라 곡률형 PEH의 개수가 늘어남에 따라 평균 전력도 상승할 것으로 사료된다.
연구 목적: 이 연구의 목적은 완전무치악 환자에서 임플란트 지지 고정성 하이브리드 수복물로 수복한 환자의 임상성적을 알아보는 것이다. 연구 대상 및 방법: 분당서울대병원에서 2003년 10월부터 2009년 11월 사이에 4-6개의 임플란트 지지 고정성 하이브리드 수복물로 수복을 하고 1년 이상 기능한 환자를 대상으로 하였다. 방사선 사진상에서 변연골 흡수량을 측정하고 성별, 해부학적 위치(상악 대 하악), 대합치, 하중시기, 식립 경사도에 따른 차이를 비모수 검정(Mann-Whitney U test) 하고, 외팔보의 길이에 따른 영향을 회귀분석하였으며 합병증을 조사하였다. 유의 수준P<.05로 검정하였다. 결과: 총 16명, 16개 수복물에서 84개의 임플란트의 평균 28개월 후의 골흡수량은 $0.53{\pm}0.39mm$였다. 환자의 성별, 해부학적 위치(상악 대 하악), 대합치, 하중시기에 따른 골흡수량의 유의차는 관찰되지 않았으며(P>.05) 회귀분석 결과 외팔보의 길이와 외팔보 인접 최후방 임플란트의 골흡수량 사이에도 유의성이 없었다(P>.05). 16명중11명의 환자에서 합병증이 발생하였으며 전장재 파절과 인공치 탈락이 가장 많았다. 결론: 짧은 기간의 후향적 연구라는 한계 내에서, 임플란트 지지 고정성 하이브리드 수복물의 평균 골흡수는 매우 적었지만 높은 빈도의 합병증 발생을 보였다. 외팔보 인접 최후방 임플란트의 경사와 관계 없이 외팔보 인접 최후방 임플란트보다 나머지 전방부 임플란트의 변연골 흡수량이 유의하게 컸다. 모든 증례의 외팔보 길이(< 17 mm)는 외팔보 인접 최후방 임플란트 변연골 흡수량에 영향을 주지 않았다.
오늘날까지 적층 마이크로 외팔보의 고유진동수에 대하여 연구가 진행되었다. 마이크로 보는 실리콘 재질로 만들어 지지만, 그것의 상하 표면은 얇은 금 박막층(~30nm)이 증착되어 있다. 초음파 검사를 위해 초음파 테스트 플랫폼을 사용했으며, 시간영역 신호는 광학적으로 측정되었다. 고유진동수는 파형을 고속 Fourier 변환을 통해 정량화하였으며, 결과적으로 고전적인 보 이론과 일치하는 결과를 보여 주었다. 본 연구는 마이크로/나노스케일 재료와 마이크로 구조에 대한 동적평가기법을 제공할 것으로 기대된다.
본 논문에서는 미세피치 프로브 카드 제작을 위한 S 모양의 일체형 외팔보 프로브 형성방법에 대하여 기술하였다. 마세 피치 프로브를 위하여 Deep RIE etching을 이용하여 실리콘 트렌치 안에 일체형 프로브 빔과 탑을 형성하는 방법을 사용하였고, 피라미드 팁의 형성을 위하여 KOH 및 TMAH 습식식각을 이용하였으며, 습식식각시 방향성을 가지는 실리콘 웨이퍼에서도 휘어진 형태의 프로브 빔을 형성할 수 있는 건식 식각 및 습식식각 방법을 제시하였다. 따라서 제작된 외팔보 형태의 프로브는 디렘(DRAM), 플레시 메모리 (Flash memory) 용 프로브 카드 제작에 사용될 뿐만 아니라 RF 소자용 프로브 카드, 아이씨 테스트 소켓 (IC test socket)용 프로브 탐침에도 사용 될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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