• 한국음향학회지
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• 제30권7호
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• pp.368-376
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• 2011

압전복합체는 낮은 음향 임피던스와 높은 전기-기계 결합계수를 가지는 장점으로 인해 광대역 음향 트랜스듀서의 개발에 널리 활용되고 있으나, 구조의 복잡성으로 인해 이를 이용한 각종 트랜스듀서의 설계에 많은 제약이 있어왔다. 본 논문에서는 1-3형 압전복합체의 등가물성을 도출하여, 압전복합체와 동일한 특성을 가지는 균질한 단일 상의 물질로 대체하는 방법을 제안하였다. 압전복합체의 다양한 진동모드에서의 공진특성을 정확히 나타낼 수 있는 등가물성 도출을 위해 공진법과 유한 요소 해석법을 이용하였다. 제작한 1-3형 압전복합체 시편과 유한요소해석 모델의 주파수 특성을 비교하여 본 논문의 등가물성도출 방법의 타당성을 검증하였으며, 등가물성을 각 공진 모드별 단일상의 유한요소 해석 모델들에 적용하여 도출한 물성값의 정확성을 분석하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 2호
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• pp.265-268
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• 1999

감쇠가 큰 고분자 복합재료에서 초음파 다중반사파를 이용한 Pulse Echo법, 공진주파수에서 내부마찰계수 측정법과 Rheometer를 이용한 동적탄성계수 측정법을 사용하여 음향감쇠계수를 측정하고 각각의 측정자료를 비교하는 연구를 수행하였다. Pulse Echo법을 이용하여 0.5, 1.0, 2.25MHz에서 음향감쇠계수를 측정하였고, 이때 폴리에틸렌기지 복합재료의 음향감쇠계수는 강화재의 부피분율에 따라 3-15dB/cm 정도로 큰 값을 나타내었다. 폴리에틸렌기지 복합재료를 600kHz 근처에서 공진주파수를 가지도록 시편을 만든 후에 내부마찰계수를 측정한 결과로 계산된 음향감쇠계수는 Pulse Echo 실험에서 구한 값과 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. Rheometer를 이용한 동적탄성계수 측정법은 0.1-100Hz의 주파수에서 측정한 자료를 TTSP 이론을 이용하여 1MHz의 결과와 비교하였는데, 단일 고분자 재료에서는 다른 측정방법과 음향감쇠계수가 일치하였지만 복합재료에서는 음향감쇠계수값이 일치하지 않는 결과를 나타내었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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• pp.251-254
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• 1998

초음파 수신 신호의 공진주파수 변화를 이용한 온도 측정법에서 협대역 변환기를 사용한 초음파 온도측정이 가능함을 보여준다. 그리고 이를 위하여 공진주파수 변화와 온도변화간의 비례상수를 변화시켰다. 기존의 측정법은 온도변화와 기본주파수 변화와의 관계를 비례상수로 정의하였기 때문에, 최소한 3개 이상의 하모닉을 포함하는 광대역 변환기가 필요하였다. 하지만 협대역 변환기를 이용한 온도측정법에서는 비례상수를 주파수 변화비와 온도변화간의 관계로 나타내기 때문에 한 성분의 하모닉만을 측정하여도 온도측정이 가능하게 된다.

• 한국음향학회지
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• 제21권1호
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• pp.47-55
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• 2002

본 논문에서는 단일 SAW 공진기의 불규칙적인 전극배열에 대한 주파수 특성을 계산할 수 있도록 기존의 Smith 등가회로를 이용한 집중소자 해석법을 한 단계 발전시켜 불규칙적인 전극배열까지 해석할 수 있는 수정된 집중소자 해석법을 처음으로 유도, 제시하였다. 이를 위해 단일전극에 대한 Smith 등가회로의 y-파라미터를 유도하고 이를 전체 IDT로 조합한 경우의 총 전류를 계산함으로써 전극단에서의 어드미턴스 값을 수식으로 유도하였다. 이 수식을 통해 위드로월 (withdrawal) 가중이 부여된 SAW공진기의 집중소자해석이 가능하며 그 예로서 여섯 개의 공진기를 결합한 사다리 필터를 구성하고 이 때 각 공진기의 위드로월 가중에 따른 필터 특성변화를 조사하였다. 그 결과 SAW 공진기에 위드로월 가중법을 적용할 경우 기존의 단순공진기 필터에 비해 더욱 개선된 대역폭과 천이대역의 특성을 구현할 수 있었다. 본 해석법은 공진기형 SAW필터의 설계 및 분석도구로 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국음향학회지
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• 제14권4호
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• pp.12-20
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• 1995

본 논문은 충격 음향법에 의한 원통형 물체의 결함 검출 방법에 관한 원리와 실험 결과를 기술한다. 원통형 물체가 가지게 되는 공진 주파수는 물체의 직경, 길이 등의 물리적 크기에 따라 결정되며 이러한 원통형 물체를 자유 공진 시킬 경우 구조물 고유에 주파수 및 고조파 성분이 내포된 음향을 방생시킨다. 결함이 존재하는 물체에 충격ㄷ이 가해질 경우 발생하는 음향은 정상의 경우와 구별되며, 주파수 성분 분석을 통해 보다 명확한 식별이 가능하다. 본 연구에서 적용된 음향 충격법에 의한 결함 검출 기법은 연구 대상 물체의 경우 결함 유무를 완벽하게 판정할 수 있었으며, 차후 유사한 형태의 구조물에 대한 결함 검출에도 응용될 수 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.795-798
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• 2002

In this investigation, experimental attempts were made to observe and determine the variations in elastic of the PVC depending on the amounts of MBS added to the mixture, PVC/MBS, and also on the thicknesses of the specimens. An acoustic resonance technique was used for the tests in this investigation. It serves as a method to characterize properties of materials set in vibrational motions, which is initiated by low level stresses generated by externally supplied acoustic energy. Substantial variations were observed in the test results with the addition of the MBS to the PVC. It was found that the magnitudes of elastic constants decrease when MBS rubber was added in the range up to 9 phr and the shape factor effect in torsional vibration is more significant than the shape factor effect in flexural vibration.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권10호
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• pp.766-772
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• 2002

In this investigation, experimental attempts were made to observe and determine the variations in elastic and damping properties of the PVC depending on the amounts of MBS added to the mixture, PVC/MBS, and also on the thicknesses of the specimens. An acoustic resonance technique was used for the tests In this investigation. It serves as a method to characterize properties of materials set in vibrational motions, which is initiated by low level stresses generated by externally supplied acoustic energy. Substantial variations were observed in the test results with the addition of the MBS to the PVC. It was found that the magnitudes of elastic constants decrease while the damping capacity improve when MBS rubber was added in the range up to 9 phr.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 1호
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• pp.455-458
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• 1998

초음파 산업분야에 널리 사용되고 있는 PZT 압전 세라믹 진동자의 경우 높은 품질계수로 인하여 대역폭이 좁고, 진동 시 두께방향 진동뿐만 아니라 횡방향 진동으로 인하여 초음파 신호를 분석하는데 여러 가지 어려움이 항상 존재하였다. 따라서 본 연구에서는 PZT 세라믹스와 고분자 재료인 Epoxy를 사용하여 1-3 접속도를 갖는 압전 복합재료를 제조하였다. 이를 이용하여 초음파 트랜스듀서를 제작하였고, 이에 대한 전기음향변환능률을 어드미턴스 loop를 측정하여 구하였다. 유전율, 공진 주파수 등을 포함한 기본적인 트랜스듀서의 파라메터들은 공진 부근에서 전기적인 임피던스로부터 측정하였다. 이러한 파라메터들을 적용하여 주파수에 대한 트랜스듀서의 성능을 평가하였다. Pulse-echo법을 이용하여 삽입손실율을 구하고 임펄스 반응을 통하여 주파수 대역폭에 대해서 측정하였다. 그 결과 어드미턴스 loop로부터 두께방향모드를 제외한 횡방향 모드는 거의 나타나지 않았다. 유전율은 5.25㎊m이었고, 공진주파수 1.65MHz에서 -8dB의 최소 손실이 발생하였다. 주파수대역폭은 -6dB에서 64%(Q ; 1.56)의 대역폭이 측정되었고 전기기계 결합계수는 0.54이고 전기기계변환능률은 52%, 기계음향변환능률은 31%로 측정되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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• pp.603-608
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• 2001

A certain amount of MBS rubber was added to improve toughness of PVC which has a strong tendency of being brittle, producing a mixture, PVC/MBS, from which test specimens were prepared. PVC has strong chemical resistance, oil resistance, frame retardancy and high mechanical strength. Also, it is relatively inexpensive to produce, but shows weakness to impact and difficult for processing. MBS, a typical toughening agent for PVC is generally known, when added in a small amount, to improve impact resistance and to minimize difficulties during the processing of the PVC without adversely affecting the positive aspects of the PVC. In this investigation, attempts were made to observe and determine the variations in elastic and damping constants of the PVC depending on the amounts of MBS added to the mixture, PVC/MBS, and also on the thicknesses of the specimens. An acoustic resonance technique was used for the tests in this investigation. It serves as a method to characterize properties of materials set in vibrational motions, which is initiated by low level stresses generated by externally supplied acoustic energy. Substantial variations were observed in the test results with the addition of the MBS to the PVC. Generally, the magnitudes of elastic constants decrease while the damping capacity improves when MBS rubber was added.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 1호
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• pp.383-386
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• 1999

본 연구에서는 공중용 초음파 센서에 많이 사용되고 있는 원판형 압전소자, 정합층, 그리고 후면충, 세 부분으로 이루어진 다층 접합체의 진동 특성을 기계적 진동 방정식을 이용하여 이론적으로 해석하였으며, 해석결과의 타당성을 유한요소 해석방법을 사용하여 검증하였다. 본 연구의 해석 방법은 다층 판, 특히 압전세라믹과 정합층으로 이루어진 2층과 후면층이 추가된 3층에 대한 진동 방정식에 적절한 경계 조건 및 수렴조건을 적용하여 고유진동 주파수를 유도하였다. 그리고 이를 이용하여 초음파 탐측자 개발 시 널리 사용되고 있는 설계변수 즉, 각 층의 반경, 두께, 밀도, 그리고 영률의 변화에 대한 공진주파수의 변화 경향을 분석하였다. 공진주파수 변화 경향에 대한 이 해석 방법의 타당성을 널리 사용되고 있는 유한 요소해석법을 사용하여 검증한 결과, 두 해석결과는 좋은 일치를 보였다. 그러므로 본 연구의 결과는 종래의 등가회로나 유한요소 해석법에 비해 더 간편하고, 더 정확한 해석결과를 제공할 수 있는 해석도구로써 이용될 수 있을 것이다.