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문제 정의
- 특성을 파악하는데 거의 초점이 맞춰져 있다. 본 논문은 Fig. 1에 보인 바와 같이 원통면에 배열된 1-3 압전 복합체를 대상으로 진동 특성을 설명할 수 있는 해석 모델을 세우는 것을 목적으로 한다. 원통면에 배열된 1-3 압전 복합체에 대해서 압전 세라믹의 비율에 따른 공진 주파수를 이론적으로 해석하고, 이를 유한 요소 해석과 비교하여 검증한다.
가설 설정
- 1-3 압전 복합체는 압전 세라믹과 고분자 재료로 구성된 복합 재료이지만 단일 재료로 구성되었다고 가정한다. 그러면 이 복합체에 대한 재료 물성치는 혼합법칙(rules of mixture)을 사용하여 근사적으로 구할 수 있다.
- 압전 복합체는 축대칭 원통형이고 두께는 종 방향의 길이에 비해 상당히 작다는 가정 하에 식 (1)로부터 수학적 모델을 세운다. 압전 세라믹의 반경 방향 응력 과 원주 방향 응력 및 반경 방향 전기적 변위 을 구하면 다음과 같다.
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