• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.463-467
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• 2011

In this study, thickness shear mode piezoelectric devices for AE sensor with excellent displacement and sensitivity characteristics were simulated using ATILA FEM program, and then fabricated. Displacement and electro mechanical coupling factors of the piezoelectric devices were investigated. The simulation results showed that excellent displacement and electromechanical coupling factor was obtained when the ratio of Length/Thickness was 1. The piezoelectric device of L/T= 1 exhibited the optimum values of fr= 150 kHz, displacement= $6.23{\times}10^{-8}$[m], $k_{15}$= 0.598. The results show that the thickness shear mode piezoelectric device is a promising candidate for the application of AE sensor piezoelectric device.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.379-382
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• 2004

In this paper, it is investigated in advance about the PZT-based composition for piezoelectric vibration device. The specimens of piezoelectric ceramics are made of Columbite method. The piezoelectric vibration device by this composition is designed by ATILA(Magsoft) program used FEM(Finite Element Method). The vibration device used for mobile phone must be driven in the frequency of $130{\sim}200Hz$, so the resonant frequency of piezoelectricity must adjust driven frequency bandwidth. The result of analysis by ATILA is appeared dependant property of length, width, thickness and dummy weight about resonant frequency of the piezoelectric vibration device. The size of manufactured actuator is $28{\times}12{\times}0.3mm^3(length {\times}width{\times}thickness)$ and this is bimorph type. The test of manufactured piezoelectric vibration device measure displacement, acceleration and power dissipation. The piezoelectric vibration device has the advantage more than electro-magnetic motor, however the size of manufactured device is larger than electro-magnetic motor.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1285-1286
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• 2007

In this study, novel structured thin ultrasonic rotary motor has been proposed. Ultrasonic motors are based on an elliptical motion on the surface of elastic body. ATILA ver. 5.2.4 was used for optimizing stator. The motor was fabricated by using designed stator. And characteristics of the motor were compared with simulated results. When the motor was fabricated with these results, 860[rpm] speed was obtain by input voltage of 16[Vrms] at 92.5[kHz].

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.201-201
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• 2008

박형초음파모터의 구조는 그림 1(a) 와 같이 크로스형태의 앓은 스테이터에 윗면과 아랫면에 각각 8 개의 압전세라믹이 부착된 형태이다. 압전세라믹의 분극방향은 로터와 접촉하는 스테이터의 A, B, C, D 네 개의 타점에서 순차적인 타원변위가 생성되도록 결정된다. 유한요소해석프로그램인 ATILA 5.2.4를 사용하여 최적설계를 한 결과 폭 3[mm], 길이 18[mm], 두께 1.8[mm], Brass 재질, Mid surface clamp 조건에서 입력전압 18[Vrms] 일 때 0.3[${\mu}m$]의 변위를 보였다. 최적설계된 모델을 제작하였고, 정확한 실험결과를 얻기 위해서 푸쉬풀게이지, x-y스테이지, rpm 메타, 토크게이지를 이용하여 실험테이블을 구성하였다. 그림 1(b) 는 마이크로컨트롤러를 이용한 구동 드라이버를 보여준다. 한 주기에서 1/4분주의 순차적인 네 개의 구형파를 생성하고, 이를 push-pull회로를 동하여 90도의 위상차가 나는 정현파를 생성하여 초음파 모터의 구동전원으로 사용한다. 엔코더와 AD 컨버터를 이용하여 정속도 운전을 위한 피드백 제어가 된다. 제안된 구동드라이버를 이용하여 측정한 결과, 구동 주파수 88.6[kHz], 입력전압 [40Vrms], preload 0.2 [N]에서 130 [rmp] 의 속도와 25 [gfcm] 의 토크특성을 보였다. 압력전압을 증가시킬수록 속도는 선형적인 증가를 보였고, 토크는 이와 반대로 감소하는 특성을 보였다. 피드백 제어회로가 없는 경우에는 preload 변화에 따른 극심한 속도 변화를 보였고, 피드백 제어를 하였을 경우에는 0.2~0.4[N]의 범위에서 정속도 운전이 가능함을 확인하였다. 기존의 주파수발생기와 파워 엠프를 이용한 구동장비와의 특성비교에서도 큰 차이를 보이지 않았으며, 장시간의 운전에도 안정적인 구동이 가능함을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.51-51
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• 2009

Thin Cross 초음파모터의 구조는 그림 1(a)와 같이 크로스형태의 얇은 스테이터에 윗면과 아랫면에 각각 8개의 압전세라믹이 부착된 형태이다. 압전세라믹의 분극방향은 로터와 접촉하는 스테이터의 중심부인 네 개의 타 점에서 순차적인 타원변위가 생성되도록 결정된다. 유한요소해석프로그램인 ATILA 5.2.4를 사용하여 최적설계된 모델을 제작하였고, 푸쉬풀 게이지, x-y 스테이지, rpm 메타, 토크 게이지를 이용하여 구동시스템을 구성하였다. 그림 1(b)는 마이크로컨트롤러(ATmega)를 이용한 구동 드라이버를 보여준다. 한 주기에서 1/4분주의 순차적인 네 개 의 구형파를 생성하고, 이를 push-pull회로를 통하여 90도의 위상차가 나는 정현파를 생성하여 초음파 모터의 구동 전원으로 사용한다. 피드백 회로인 맨코더와 AD 컨버터는 정속도 운전을 위해서 사용되었다. 제안된 구동드라이버를 이용하여 측정한 결과, 기존의 제품화된 드라이버와 비교하여도 특성의 큰 차이를 보이지 않았으며 피드백 회로를 통하여 부하변화에 따른 속도의 극심한 변화를 비교적 안정화 시킬 수 있었다. 입력전압을 증가시킬수록 속도는 선형적인 증가를 보였고 토크는 이와 반대로 감소하는 특성을 보였다. 피드백 제어회로가 없는 경우에는 프리로드 변화에 따른 극심한 속도 변화를 보였고, 피드백 제어를 하였을 경우에는 0.2~0.4[N]의 범위에서 정속도 운전이 가능함을 확인하였으며, 장시간의 운전에도 온도 및 속도특성이 안정적인 특성을 보였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.75-75
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• 2009

In this study, in order to develop lead-free share-mode ultrasonic motor, finite element method(FEM) simulation were executed using ATILA simulator and their results were investigated. Share mode ultrasonic motor models are made up stator and two ceramic disks and it simulated according to the different ceramic disk dimensions. The results shows optimum ceramic disk dimensions and design.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.105-109
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• 2012

In this study, thickness vibration mode piezoelectric devices for AE sensor application were simulated using ATILA FEM program, and then fabricated. Trajectory resonant displacement and electro mechanical coupling factors of the piezoelectric devices were investigated. The simulation results showed that excellent displacement and electro mechanical coupling factor was obtained when the ratio of diameter/thickness($\Phi/T$) was 0.75. The piezoelectric device of $\Phi/T$=0.75 exhibited the optimum values of fr= 183 kHz, displacement= $4.44{\times}10^{-7}[m]$, $k_{33}$= 0.69, which were suitable for the application of AE sensor piezoelectric device.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1301_1302
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• 2009

Recently, there has been increased incessantly an interest in research area on micro-fluidic pump for electronic and biological applications. The proposed pump takes an unobtrusive operation into the simple displacing mechanism using peristaltic traveling waves without the physical moving valves. And, this piezopump makes up a panel type design. The ATILA simulation was performed to estimate the operating frequency of the vibrating wave mode, to optimize the design conditions of piezopump such as structure, elastic body material, piezoelectric ceramics, and to analyze the distribution of vibration displacement. The best measured value of the pumping rate is about $118{\mu}l$/min under the following parameters : 4-wave mode, 50kHz operating frequency, $200V_p$.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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• pp.705-710
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• 2002

Magnetostrictive materials are used low frequency sonar transmitter instead of piezoelectric materials. But it is difficult to analyze due to the nonlinearity and hysteresis of magnetostrictive materials. This paper deals with the program development for the finite element modeling of magnetostrictive tonpilz transducers and for analyzing their acoustic characteristics. To take into account the nonlinearity of magnetostrictive materials, the magnetic field calculation is separated form the displacement calculation, and a curve fitting is adopted for the nonlinear behavior of the magnetic and mechanical strain fields. At first, the magnetic field is obtained by using a commercial FEM software and the displacement of the transducer is calculated by plugging the obtained magnetic field into forcing term. To verity the accuracy of the developed program, a comparison is made with a commercial code, ATILA.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.869-872
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• 2007

In this study, in order to develop low temperature sintering ultrasonic nozzle, single-layer and multilayer ring-type piezoelectric actuators were manufactured using PMN-PNN-PZT ceramics, And then the electrical properties were investigated. A ring-type piezoelectric actuator was modeled by ATILA program using finite element method(FEM). The piezoelectric actuator dimension was $\Phi26.5$ (outer diameter), $\Phi12$ (inner diameter), 3.5 mm (thickness). By FEM analysis, resonant and anti-resonant frequencies were appeared as 56.7 kHz and 61.5 kHz. The displacement increased with the increases of the number of layer. Based on the result, ring-type multilayer piezoelectric actuators were manufactured at low co-firing temperature of $940^{\circ}C$. The resonant resistance decreased with the increases of the number of layer. And also, the capacitance increased with the increases of the number of layer. The mechanical quality factor (Qm) decreased with the increases of the number of layer.