• Smart Structures and Systems
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• 제29권5호
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• pp.705-714
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• 2022

In this paper, the effect of magnetic field on the vibration behavior of a Magnetorheological elastomer (MRE) sandwich MEMS actuated by electrostatic actuation with conductive skins are examined within the multiple scales (MMS) perturbation method. Magnetorheological smart materials have been widely used in vibration control of various systems due to their mechanical properties change under the influence of different magnetic fields. To investigate the vibrational behavior of the movable electrode, the Euler-Bernoulli beam theory, as well as Hamilton's principle is used to derive the equations and the related boundary conditions governing the dynamic behavior of the system are applied. The results of this study show that by placing the Magnetorheological elastomer core in the movable electrode and applying different magnetic fields on it, its natural vibrational frequency can be affected so that by increasing the applied magnetic field, the system's natural frequency increases. Also, the effect of various factors such as the electric potential difference between two electrodes, changes in the thickness of the core and the skins, electrode length, the distance between two electrodes and also change in vibration modes of the system on natural frequencies have been investigated.

• 폴리머
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• 제27권3호
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• pp.195-200
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• 2003

알지네이트는 곁사슬에 강한 음이온을 가지고 있어 전기장 하에서 구동 특성을 발현할 수 있다. 본 연구에서는 가교제로 CaCl$_2$를 사용하여 가교 알지네이트 필름을 제조하였고, 제조된 필름의 열적 특성, 기계적 특성 및 전기적 구동 특성을 열중량 분석, 인장 강도 실험 및 전기응답 실험을 통하여 조사하였다. 가교제의 농도가 증가함에 따라 필름의 초기 분해 온도와 인장 강도가 증가하였다. 또한 팽윤비는 사슬 내 자유부피와 정전기적 반발력에 기인하여 가교제 농도의 감소와 pH가 증가함에 따라 증가하였다. 저기 자극에 의하여 알지네이트 필름은 유연한 물리적 거동을 발현하였다. 전기장에서 전압, 이온 강도 및 저해질 용액의 종류에 따라서 필름의 응답 속도 띤 거동에 영향을 주었다. 가교제의 농도가 5 wt%일 때 가장 좋은 굽힘 거동과 반복 회복성을 보였으며, NaCl과 KCl 전해질 용액의 이온 강도가 0.1 M일 때 가장 높은 전기 반응성을 나타냈다. 또한 전압이 증가됨에 따라 전하의 이동이 활발해지고 따라서 굽힘 거동이 증가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권10호
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• pp.1385-1391
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• 2010

본 논문에서는 폰 카메라 응용을 위해 H 형 비틀림 스프링으로 지지된 한 쌍의 사다리꼴 셔터 블레이드를 이용하는 초소형, 저전력, 고속 전자기력 Flapping 셔터를 제안한다. 기존의 정전기력 Rolling 셔터와 Flapping 셔터는 폰 카메라 응용을 위해 큰 입력 전압이 필요하며, 기존의 전자기력 Rotating 셔터는 큰 부피로 인해 폰 카메라에 사용하기 어렵다. 본 논문에서 제안하는 전자기력 Flapping 셔터는 폰 카메라에 사용 가능한 작은 크기로 회전 구동을 위해 저강성 H 형 비틀림 스프링과 저관성 사다리꼴 블레이드로 설계하여 제작된다. 실험에서 전자기력 Flapping 셔터는 입력전류 60 mA 에서 자기장 0.15 T 와 0.30 T 에 대하여 각각 최대 오버슈트 회전각 $80.2{\pm}3.5^{\circ}$와 $90.0{\pm}1.0^{\circ}$와, 정상 상태 회전각 $48.8{\pm}1.4^{\circ}$와 $64.4{\pm}1.0^{\circ}$ 성능을 보인다. 응답 시간 성능에서는 셔터 개방의 경우, 1.0 ms/20.0 ms 의 상승/정착 시간을 보이며, 셔터 폐쇄의 경우는 1.7 ms/10.3 ms 의 하강/정착 시간을 보인다. 본 논문에서는 폰 카메라용 셔터 응용을 위해 제안하는 전자기력 Flapping 셔터의 초소형(${\sim}8{\times}8{\times}2\;mm^3$), 저전력(${\leq}60\;mA$), 고속(~1/370 s) 성능을 실험적으로 검증하였다.