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문제 정의
- 본 논문은 임팩트 방식의 리니어모터의 보다 효과적인 구동을 위하여 시뮬레이션과 실험을 통해 샤프트의 구속조건에 따라 달라지는 진동특성을 비교하였다.
- 본 연구에서는 상기와 같이 위상차에 의한 임팩트 방식(초음파 영역)으로 구동되는 액츄에이터의 효과적인 구동을 위하여, 종진 동하는 샤프트의 구속조건에 따른 진동특성을 해석과 실험을 통해 파악하였다. 이를 위해 상용 소프트웨어인 ANSYS 를 사용 하여 고유진동수와 모드 형상을 통해 특성을 해석하였으며 실험을 위해 원판형의 압전 액츄에이터를 제작하여 임팩트 구동방식을 구현하여 실험을 진행하였다.
가설 설정
- 1은 탄성체의 양면에 세라믹이 접착된 원판과 그 중앙에 샤프트가 접착된 bi-morph의 형태의 액츄에이터이다. 실험에서는 이동소자의 변위를 레이저변위계로 측정해서 샤프트의 임의의 구간별 속도를 구했으며 속도의 증가 감소는 샤프트 구간별 탄성변위의 크기와 비례하다고 가정 하였다. 실험조건은 Table 1과 같다.
- 액츄에이터를 하나의 이산계로 가정하면 스프링과 감쇠기에 의하여 질량 전체는 동일한 영향을 받는다. 하지만 샤프트와 같이 이산된 질량, 감쇠기, 스프링을 찾아내는 것이 불가능한 연속계는 질량, 감쇠, 탄성의 연속적인 분포를 고려하여 계의 무한한 점이 각각 진동할 수 있다고 가정하여야 한다.
- 액츄에이터를 하나의 이산계로 가정하면 스프링과 감쇠기에 의하여 질량 전체는 동일한 영향을 받는다. 하지만 샤프트와 같이 이산된 질량, 감쇠기, 스프링을 찾아내는 것이 불가능한 연속계는 질량, 감쇠, 탄성의 연속적인 분포를 고려하여 계의 무한한 점이 각각 진동할 수 있다고 가정하여야 한다.
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