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문제 정의
- 그러나 가진 요소의 주파수가 높을 경우(~수십 Hz이상)에 재료 내부에 가해지는 동적 응력과 변형은 절대 간과할 수 없다. 그러므로 압전 및 재료역학 방정식과 함께 동적 시스템의 특성을 잘 나타내는 주파수 응답함수를 적용하는 이론적 방법을 적용해 보고자 한다.
- 본 논문에서는 압전재료를 이용하여 시스템에서 발생하는 자체 진동에너지를 변환, 전력을 발생시키는 전력발생 시스템의 아이디어를 제시하고 설계를 위해서 압전 및 구조 방정식의 연성 해석과 함께 주파수 응답함수를 적용하는 이론적 방법을 적용해 동적 특성을 분석하였다. 소형화의 전 단계로서 실제 모델을 제작하고 실험을 수행하여 약 40厕의 전력을 생산하는 것을 보였으며 이론적 해석과 비교하여 설계 방정식의 타당성을 입증하였다.
- 본 연구에서는 고효율의 전력 발생을 위한 압전 재료를 사용하여 진동에너지를 변환하는 전력 발생 시스템의 기계적, 전기적인 동적 특성을 분석하고 최적 설계를 위한 다양한 정보를 얻기 위한 연구를 수행하였다. 지금까지 압전 재료는 기계적 변형을 전기적 신호로 바꾸는 용도로 사용될 경우, 주로 센서로서 전압 신호만을 발생시키는 것이 목적으로 연구되어 왔다.
가설 설정
- 출력전압을. 나타내는 것으로서 정적 민감도 K蚯을 구하기 위해서 아래와 같이 작은 변형을 가정한 근사방정식을 적용하였다. 길이가 Z인 외팔보에 수직 방향으로 힘이 가해져 변형 6가 생길 경우 X 방향에 대한 변형의 크기 v(x), 모멘트 〃(勿는곡률의 정의와 Hook의 법칙에 의한 곡률의 근사식을 통해 다음의 관계를 가진다.
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