• Title/Summary/Keyword: Vibrator

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유한요소해석 시뮬레이션을 이용한 평판형 $L_{1}-B){8}$ 모드 초음파 전동기의 최적 설계 (An Optimum Design of Flat-type $L_{1}-B){8}$ Mode Ultrasonic Motors Using FEM Simulation)

  • 우상호;김우태;신순인;김진수;사정우;김기수
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.664-667
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    • 2001
  • A flat-type L$_1$-B$_{8}$ Mode Ultrasonic motor(USM) uses longitudinal-bending multi-mode vibrator which is constructed with the metal-piezoceramic composite thin plate vibrator. Especially, the characteristics of vibrating displacement of the vibrator are important for the fabrication of USM. So, in this study, we tried to analyze them by the FEM(finite element method) simulation program. ANSYS 5.6 we used is a finite element software enabling the analysis of 2 or 3 dimensional structure of piezoelectric materials. Using this made us analyzing the resonance frequency and calculating displacement of vibrator and then the position of the projection.n.

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$L_14-$B_4$샌드위치형 진동자를 이용한 선형 초음파 모터의 설계 및 특성 (Design and Characteristics of Ultrasonic Linear Motor Using $L_14-$B_4$Sandwich-type Vibrator)

  • 김태열;김범진;박태곤;김명호
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제13권12호
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    • pp.1025-1031
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    • 2000
  • An ultrasonic linear motors consist of a slider and an ultrasonic vibrator which generates an elliptical oscillations. The ultrasonic linear motors mainly consist of an ultrasonic vibrator which generates elliptical oscillations. The ultrasonic linear motor fabricated in this paper was the use of the 1st longitudinal(L1) and 4th bending vibrations(B4). In order to low driving voltage and improve the life time of the ultrasonic motor, we used stacked piezoceramics. Stacked piezoceramics are adhered to aluminum elastic material. The finite element method was used to optimize dimension of ultrasonic vibrator and direction of vibratory displacement. As a result of estimating the characteristics of the ultrasonic linear motor, no-load velocity was 0.204[m/s] when applied voltage was 70[ $V_{rms}$] in resonance frequency.y.

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탄성체의 크기 변화에 따른 L1-B4형 초음파 리니어 모터의 구동 특성 (Driving Characteristic of L1-B4 Type Ultrasonic Linear Motor by Varying the Size of Elastic Material)

  • 김행식;박태곤
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.93-96
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    • 2004
  • An ultrasonic linear motor was composed of a slider and a stator vibrator including piezoelectric material and elastic material. The ultrasonic linear motors mainly consist of an ultrasonic vibrator which generates elliptical oscillations. L1-B4 ultrasonic linear motor use longitudinal and bending multi-vibration. In order to design stators which has high efficiency and driving characteristics, The finite element method was used to optimize dimension of ultrasonic vibrator and direction of vibratory displacement. stator vibrator of respectively width 3, 5, 7[mm] was fabricated and experimented. as results When width was 5[mm], the driving characteristics was good.

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L1-B4 초음파 리니어 모터의 동작 특성 (Diriving Characteristic of Ll-B4 Type Ultrasonic Linear Motor)

  • 김행식;박태곤
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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    • pp.730-733
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    • 2004
  • An ultrasonic linear motor was composed af a slider and a stator vibrator including piezoelectric material and elastic material. The ultrasonic linear motors mainly consist of an ultrasonic vibrator which generates elliptical oscillations. $L_1-B4$ ultrasonic linear motor use longitudinal and bending multi-vibration. In order to design stators which has high efficiency and diriving characteristics. The finite element method was used to optimize dimension of ultrasonic vibrator and direction of vibratory displacement. stator vibrator of respectively width 3, 5, 7[mm] was fabricated an experimented. as results When width was 5[mm], the driving characteristics was good

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부임피던스 변환회로를 이용한 두께 모드 압전 진동자의 특성제어 (Characteristics Control of a Thickness Mode Piezoelectric Vibrator Using a Negative Impedance Converter Circuit)

  • 황성필;김무준;하강열
    • 한국음향학회지
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    • 제21권7호
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    • pp.600-605
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    • 2002
  • 본 연구에서는 두께 모드 압전 진동자의 특성제어 부임피던스 변환 (NIC) 회로를 적용하였다. 두 개의 두께 모드 압전 진동자를 적층한 후, NIC 회로를 적용하여 입력 어드미턴스와 전기기계 변환효율을 측정한 결과를 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 그 결과 NIC 회로에서 구현되는 부저항의 값에 따라 압전 진동자의 품질계수 및 전기음향 변환효율이 제어되었으며 NIC 회로를 적용한 경우에 품질계수는 약 20배, 전기음향 변환효율은 약 2.5배 정도 향상됨을 확인하였다.

란쥬반형 진동자의 유한요소해석 및 세라믹 적층특성 비교 (FEA of Langevin Type Ultrasonic Vibrator and Comparison of Stacking Characteristic of Ceramics)

  • 박민호;김태열;박태곤;김명호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.415-418
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    • 2000
  • In this paper, we calculated equivalent circuit of Langevin type ultrasonic vibrator and designed a vibrator whose resonant frequency is 50(KHz). FEA (Finite Element Analysis) was employed to calculate the resonant frequencies and maximum displacements of designed vibrators. The computer calculated resonant frequencies were approached to the designed one. As AC voltage input the maximum displacements were shown sinusoidal changes. Terminal input admittance over a frequency range spanning the resonant frequency were calculated. ANSYS was employed to calculate resonant frequencies, displacements and terminal input admittance of vibrators

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우주환경하에서 횡진동 모드 PZT진동자의 특성변화 예측 (Estimation of Characteristics Change on Transverse Mode PZT Vibrator Under Space Environment)

  • 이상훈;문귀원;유성연;김정순;김무준
    • 한국음향학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.514-522
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    • 2012
  • 횡진동 모드 압전진동자의 우주-항공산업에의 적극적인 활용을 위하여 우주환경을 모사한 열진공 챔버를 사용하여 $-100^{\circ}C{\sim}90^{\circ}C$의 범위에서 PZT-5계열의 압전세라믹 진동자의 온도변화에 따른 특성변화를 조사하였다. 그 결과 공진 및 반공진주파수는 상온일 때를 중심으로 온도의 변화에 따라 증가하였고 유전상수의 경우 주어진 온도 범위에서 2500~7500의 범위에서 선형적으로 증가하였다. 기계적 손실은 0.08~0.03의 범위에서 선형적으로 감소하는 경향을 보였다. 이들에 대한 회귀분석을 통하여 1차원 및 2차원 회귀함수를 이용하여 압전진동자의 각 특성에 대한 온도의존함수들을 도출하였다. 이들 함수를 적용하여 구한 횡모드 압전 진동자의 입력어드미턴스의 계산결과는 측정결과와 좋은 일치를 보이고 있었으며 우주환경에서의 온도에 따른 특성변화 예측에 유효함을 확인할 수 있었다.

입자 영상 유속계를 이용한 초음파 수직진동에 의해 유도된 공진상태에서의 음향유동에 관한 연구 (Study of Acoustic Streaming at Resonance by Longitudinal Ultrasonic Vibration Using Particle Imaging Velocimetry)

  • 노병국;이동렬
    • 한국음향학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.340-352
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    • 2004
  • 28.5 ㎑의 초음파의 미세 수직진동에 의해서 유도된 음향유동 (acoustic streaming)을 레이저를 이용한 입자 영상. 유속계에 의하여 고정 유리 평판과 초음파 진동자의 사이에서의 공기 유동을 가시화 하였다. 음향유동에 의한 공기의 유동 속도의 증가를 측정하기 위해 고정 유리 평판과 초음파 진동자의 사이에서의 속도변화를 실시간으로 측정하였다. 진동자와 고정 평판의 사이의 gap에 따른 음향유동의 세기의 변화를 정량적인 공기의 유동 속도의 변화에 의해 관찰되었고 고정판과 초음파 진동자 사이의 gap에서 공진 상태를 야기시키는 공진 Gap (H=18, 24, 30, 36㎜)중에서 공진 Gap (H)이 18m일 때 최대의 음향속도가 존재함을 알 수 있었고 진동자 표면부근에서부터 고정평판사이까지의 국소 최대 난류강도의 축 방향 위치에 따른 변화는 gap의 크기에 따라 8%∼70% 이었다. 전단응력값은 반경방향 위치의 중심영역에서 최대전단응력을 가지며 와도 분포도 반경방향 위치에서 진동자 중심영역에 최대 및 최소와도 값을 가짐을 알 수 있었다.

압전진동자의 우주부품 활용에 관한 연구 (A Study on the PZT Application for Spacecraft Components)

  • 이상훈;황권태;조혁진;서희준;문귀원
    • 항공우주기술
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    • 제12권1호
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    • pp.32-39
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    • 2013
  • PZT-5 계열 압전진동자의 위성부품 활용성 연구를 위하여 CVCM(Collected Volatile Condensable Material) 및 TML(Total Mass Loss)을 측정하여 규정된 0.1% 및 1.0% 이하의 값을 얻었고, 베이크아웃 챔버를 이용하여 고온 및 고진공상태에서 $500ng/cm^2/hr$ 이하의 낮은 TQCM(Thermoelectric Quartz Crystal Microbalance) 값을 얻어 위성체 부품으로의 적합성을 재확인하였다. 압전진동자에 대한 고진공 환경 전후의 압전특성을 비교 분석한 결과 진공환경에 의한 전기-기계적 특성은 1% 미만으로 큰 변화가 없음을 확인하였다. 아울러, $-100^{\circ}C{\sim}90^{\circ}C$의 범위에 대한 PZT-5계열의 압전 진동자에 대하여 온도변화에 따른 특성변화를 조사한 결과, 공진 및 반공진주파수는 상온일 때를 중심으로 온도의 변화에 따라 증가하였고 유전상수의 경우 주어진 온도 범위에서 2500~7500의 범위에서 선형적으로 증가하였다. 기계적 손실은 0.08 ~ 0.03의 범위에서 선형적으로 감소하는 경향을 보였다.