• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권4호
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• pp.781-790
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• 2015

We apply higher-order beam theory to analyze the deflections and stresses of a cantilevered single leaf flexure in bending. Our equations include shear deformation and the warping effect in bending. The results are compared with Euler-Bernoulli and Timoshenko beam theory, and are verified by finite element analysis (FEA). The results show that the higher-order beam theory is in a good agreement with the FEA results, with errors of less than 10%. These results indicate that the analysis of the deflections and stresses of a single leaf flexure should consider the shear and warping effects in bending to ensure high precision mechanism design.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제59권3호
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• pp.527-537
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• 2016

We describe a stress analysis of a single leaf flexure under torsion in which the warping effect is considered. The theoretical equations for the warping normal stress (${\sigma}_{xx}$) and shear stresses (${\tau}_{xz}$ and ${\tau}_{xy}$) are derived by applying the warping function of a rectangular cross-sectional beam and the twist angle equation that includes the warping torsion. The results are compared with those of the non-warping case and are verified using finite element analysis (FEA). A sensitivity analysis over the length, width, and thickness is performed and verified via FEA. The results show that the errors between the theory of warping stress results and the FEA results are lower than 4%. This indicates that the proposed theoretical stress analysis with warping is accurate in the torsion analysis of a single leaf flexure.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권1호
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• pp.189-198
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• 2015

We present a torsion analysis of single-bent leaf flexure that is partially restrained, subject to a torsional load. The theoretical equations for the torsional angle are derived using Castigliano's theorem. These equations consider the partially restrained warping, and are verified using finite element analysis (FEA). A sensitivity analysis over the length, width, and thickness is performed and verified via FEA. The results show that the errors between the theory result and the FEA result are lower than 6%. This indicates that the proposed theoretical torsional analysis with partially restrained warping is sufficiently accurate.

• 한국광학회지
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• 제22권1호
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• pp.46-52
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• 2011

본 연구에서는 레버 증폭 구조를 이용한 플렉서 기반의 나노 스테이지를 설계, 제작하였다. 제작된 나노 스테이지를 샘플 스테이지로 채용한 공초점현미경을 개발하였다. 2차원 이미징의 구현을 위해서, 기존의 공초점현미경은 레이저를 이미징 평면상에 스캐닝하는 방식으로 구현된다. 본 연구에서는 백 나노미터의 구동정밀도를 가지는 나노 스테이지 위에 놓인 샘플을 2차원으로 스캐닝하면서 2차원 이미지를 구현할 수 있는 공초점현미경을 개발하였다. 플렉서 기반의 나노 스테이지는 이중 판스프링, 변위증폭 레버, PZT 엑추에이터 그리고 변위 센서로 구성 되어 있다. 스테이지의 구동 성능 해석을 위해 상용 유한요소 해석 프로그램을 이용하였다. 현미경에 사용되는 광원은 적색광 레이저이며, 레이저는 여러 광학요소를 거쳐 샘플스테이지의 샘플에 입사되고, 반사된 빛은 광센서인 PMT(Photo Multiplying Tube)로 계측되게 된다. 계측된 빛의 크기를 이용하여서 2차원 이미징을 구현하였다. 개발된 공초점 현미경으로 생쥐 귀의 피부조직을 관찰하여 현미경의 이미징 성능을 검증하였다. 설계된 샘플 스테이지는 기존의 공초점 현미경의 기계적인 Beam 스캐너를 대신함으로써 현미경의 광경로 및 전체시스템을 간소화 하였다.