• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.5-8
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• 2005

In this paper, the electromechanical displacements of curved piezoelectric actuators composed of PZT ceramic and laminated composite materials are calculated based on high performance computing technology and the optimal configuration of composite curved actuator is examined. To accurately predict the local pre-stress in the device due to the mismatch in coefficients of thermal expansion, carbon-epoxy and glass-epoxy as well as PZT ceramic are numerically modeled by using hexahedral solid elements. Because the modeling of these thin layers increases the number of degrees of freedom, large-scale structural analyses are performed through the PEGASUS supercomputer, which is installed in our laboratory. In the first stage, the curved shape of the actuator and the internal stress in each layer are obtained by the cured curvature analysis. Subsequently, the displacement due to the piezoelectric force (which is resulted from applied voltage) is also calculated. The performance of composite curved actuator is investigated by comparing the displacements obtained by the variation of thickness and elastic modulus of laminated composite layers. In order to consider the finite deformation in the first analysis stage and include the pre-stress due to curing process in the second stage, nonlinear finite element analyses are carried out.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권4호
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• pp.333-336
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• 2017

스피커 진동판은 고유 특성에 의해 분할진동을 발생 시킨다. 이 분할진동은 진동판의 형상 변화를 가져올 정도로 뚜렷한 영향을 주는데, 본 논문에서는 IT 분야의 첨병인 스마트 폰을 포함한 초박형 멀티미디어 기기에서 많이 사용되는 마이크로 스피커를 그 대상으로 삼는다. 마이크로 스피커는 일반적인 스피커와 다른 평판형의 구조적인 형태와 공간적인 제약이 존재한다. 특히 구동 공간이 밀폐형으로 설계되어 무빙 코일에서 발생하는 열의 냉각이 열악하고 보조적인 서스펜션 구조를 갖추기 어렵다. 본 연구에서는 진동판의 열전달과 분할진동 모드의 연관성을 연구한다. 이를 위해 진동판의 레이저 스캔을 통한 분할진동 측정과 열화상 카메라 촬영을 통한 열변화 측정의 두 단계로 나누어 실험을 진행한다. 이를 통해 특정 주파수 범위에서 분할진동 모드와 열전달 형태를 비교함으로써, 열화상 카메라를 통한 촬영 결과로 진동판 분할진동 모드의 경향성을 빠르게 예상할 수 있어, 마이크로 스피커의 최적 설계에 도움이 되는 지표를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권4호
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• pp.385-392
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• 2003

Sol-gel preparation technique using a chemical reaction of metal alkoxides has been widely used for the fabrication of various materials including ceramics. However, its mechanism has been studied till now because a number of chemical ways are possible from various alkoxides and additives. In this study, the mechanism of hydrolysis, condensation, and polymerization of alkoxides were investigated from the fabrication of lead-zirconate-titanate (PbZr$\_$x/Ti$\_$l-x/O$_3$; PZT) thin film that is used as various micro-actuator, transducer, and sensor because of its high electro-mechanical coupling factors and thermal stability. Furthermore, the fabrication process and characteristics of self-patternable PZT film using photosensitive stabilizer were studied in order to resolve the problem of physical damage and properties degradation during dry etching for device fabrication. Using an optimum condition to prepare the self-patternable PZT film, more than 5000 ${\AA}$ thick self-patternable PZT film could be fabricated by three times coating. The PZT film showed 28.4 ${\mu}$c/cm$^2$ of remnant polarization (Pr) and 37.0 kV/cm of coercive field (E$\_$c/).

• 한국안전학회지
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• 제24권5호
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• pp.1-5
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• 2009

NiTiCu alloys can produce a large force per unit volume and operate with a simple mechanism. For this reasons, it has been widely studied for application as a micro actuator. So in this study, one-way and two way shape memory effects of Ti-42.5at%Ni-2.0at%Cu alloys are studied. In the case of one-way shape memory effects, shape memory recoverable stress and strain of this alloys were measured by means of tension and compression tests under constant temperature. The strains by tension and compression stress were perfectly recovered by heating at any testing conditions also shape memory recoverable stress increased to 116 MPa in tension tests and to 260 MPa in compression tests. In the case of two-way shape memory effects, transformation temperatures from thermal cycling under constant uniaxial applied tension and compression loads linearly increased by increasing external loads and their maximum recoverable strain is 3.8% at 100MPa tensile condition and 2.2% at 125 MPa compression condition.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권8호
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• pp.767-773
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• 2010

본 논문에서는 위성 본체에 장착된 탑제체를 위성으로부터 분리하기 위한 비폭발식 분리 메커니즘을 제안하였다. 작동기로서 경제적이고 신뢰성 있는 유성기어가 통합된 소형 직류모터를 채택하였다. 제안된 분리장치는 별도의 지그나 구조물 없이도 재장전이 용이 하도록 하였으며, 단순한 구조로 제작이 수월한 장점이 있다. 완성된 분리장치는 분리반응속도 측정시험, 최대분리가능하중 측정 시험, 최대발생충격 측정 시험을 통하여 그 성능을 입증하였고, 진동시험, 열진공 시험을 통하여 우주 환경에서 사용 가능함을 보여주었다. 개발된 인공위성용 비폭발식 분리장치를 통하여 그동안 사용되었던 폭발식 분리장치 등의 해외위성용 분리장치를 대체 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 접착 및 계면
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• 제25권1호
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• pp.169-274
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• 2024

최근 외부 자극에 따라 팽창과 수축을 가역적으로 반복하며 형태가 변하는 소재가 주목받고 있다. 이러한 소재는 소프트 로봇, 센서, 인공근육 등 다양한 분야로의 응용가능성을 가지고 있다. 본 연구에서는 고온 물질에 감응하여 이를 보호하거나 감쌀 수 있는 새로운 소재를 제안하였다. 이를 위해, 네마틱-등방성 전이 성질을 지닌 액정 엘라스토머(liquid crystal elastomer, LCE)와 높은 기계적 강도와 고온 수치 안정성을 지닌 폴리이미드(polyimide, PI)를 이용하였다. 용액공정으로 합성된 도프 용액을 마이크로 프린팅 기법에 도입하여 mm 미만의 마이크론 선폭을 지닌 LCE/PI 이중층 구조 2차원 패턴을 개발하였다. 벌집구조로 패턴된 LCE/PI 이중층 메쉬는 PI의 기계적 강도와 LCE 고온 수축 거동의 장점을 동시에 가지고 있었고, LCE 선택적 프린팅을 통해 고온에서 원하는 방향으로의 변형을 유도할 수 있었다. 그 결과, 특정 고온 물질을 가역 반복적으로 감쌀 수 있는 기능을 구현하였다. 본 연구는 LCE 분자 변화에 따라 다양한 온도 구간에서 전기에너지 인가없이 기능을 구현할 수 있는 다양한 액추에이터 분야의 응용 가능성을 시사한다.