This paper describes the application of a coupled finite element-boundary element method (FE-BEM) to obtain the steady-state response of a piezoelectric transducer. The particular structure considered is a PZT4 disc-typed projector. The projector is three-dimensionally simulated to transduce applied electric charge on axial surfaces of the piezoelectric disc to acoustic pressure in air or in water. The directivity pattern of the acoustic field formed from the projected sound pressure is also simulated. And the displacement of the disc caused by the externally applied electric charge is shown in temporal motion. The coupled FE-BE method is described in detail.
Though a micro pump is a crucial element in miniaturized bio-fluidic systems or drug delivery systems, most of the conventional micro pumps still have some limitations to miniaturize their controller system and to obtain the sufficient back pressure which can rise over the inner pressure of human body or experimental animals. In this paper, to overcome these limitation, a new PZT disc and its controller were designed and fabricated to get the sufficient flowrate and the back pressure with guaranteeing embeddability of the controller into pumping body. The amplitudes of the disc deflections were as large as 40 ${\mu}m$ at 200 V - 100 Hz condition. As results of experiments, the flow rate and the back pressure increase when the frequency increases. The obtainable maximum flow rate and back pressure are 5.2 ml/min at 95 Hz and 13.14 kPa at 90 Hz respectively.
본 연구에서는 압전 특성이 우수한 PZT계 압전세라믹스를 원판상으로 박판화하여 금속 진동판에 부착시킨 PZT/Metal음향변환기를 제작하였다. 이 때 압전 세라믹스를 박판화하기 위해 'tape casting 방법‘을 사용했으며, 제작된 PZT/Metal 음향 변환기를 압전 부자, 압전 스피커등의 소자에 응용 시키기 위해 음향특성을 연구하였다. 연구 결과, 세라믹스의 압전 계수($d_{31}$)이 증가함에 따라 레벨(dB)이 -6dB에서 - 14dB로 증가된다. 음향 변환기의 직경비 ${\eta}$가 0.7-08이고, 두꺼비 (${\beta}$)가 1일 때 최적 음압 특성을 나타냈으며, 음압은 -15~-16dB정도이었다.
Though a micro pump is a crucial element in miniaturized bio-fluidic systems or drug delivery systems, it has some intrinsic disadvantages such as backward flow, pulsation of flow, low repeatability and producibility, and high cost. To overcome these limitation, a PZT disc actuated micro pump including a novel ring-shaped multi-flap check valve is introduced. To enhance the performance of the micro pump, the static behaviour of flap valve module and the micro fluidic behavior of fluids are numerically modelled and analyzed. As results of the numerical analysis, the optimal dimension and configuration of the ring-shaped multi flap valve are $1{\times}0.05$ mm and 2 (inlet side)${\times}1$ (outlet side) type. The obtained maximum flow rates and flow resolution are about 90 ml/min and 30 ${\mu}l$/stroke respectively.
This paper studies the energies and energy release rate (ERR) for the initially rotationally symmetric compressed (or stretched) in the inward (outward) radial direction of the PZT/Elastic/PZT sandwich circular plate with interface penny-shaped cracks. The investigations are made by utilizing the so-called three-dimensional linearized field equations and relations of electro-elasticity for piezoelectric materials. The quantities related to the initial stress state are determined within the scope of the classical linear theory of piezoelectricity. Mathematical formulation of the corresponding problem and determination of the quantities related to the stress-strain state which appear as a result of the action of the uniformly normal additional opening forces acting on the penny-shaped crack's edges are made within the scope of the aforementioned three-dimensional linearized field equations solution which is obtained with the use of the FEM modelling. Numerical results of the energies and ERR and the influence of the problem parameters on these quantities are presented and discussed for the PZT- 5H/Al/PZT-5H, PZT-4/Al/PZT-4, $BaTiO_3/Al/BaTiO_3$ and PZT-5H/StPZT-5H sandwich plates. In particular, it is established that the magnitude of the influence of the piezoelectricity and initial loading on the ERR increases with crack radius length.
In this study, the acoustic transducer of a thin circular disc-type with PZT/Metal was manufactured. The piezoelectric transducer with 200kHz resonance frequency was designed by considering the sharp directivity and the sound pressure. The dielectric and piezoelectric properties of 0.5 weight percent $MnO_2$ and NiO doped $0.1Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.45PbTiO_3-0.42PbZrO_3$ ceramics were investigated aiming at acoustic transducer applications. Also, the acoustic characteristics of a thin circular disc-type with metal-piezoceramics have been Investigated.
International Journal of Concrete Structures and Materials
/
제9권3호
/
pp.307-321
/
2015
The primary objective of this study is to investigate the feasibility of an innovative surface-mount sensor, made of a piezoelectric disc (PZT sensor), as a consistent source for surface wave velocity and transmission measurements in concrete structures. To this end, one concrete slab with lateral dimensions of 1500 by 1500 mm and a thickness of 200 mm was prepared in the laboratory. The concrete slab had a notch-type, surface-breaking crack at its center, with depths increasing from 0 to 100 mm at stepwise intervals of 10 mm. A PZT sensor was attached to the concrete surface and used to generate incident surface waves for surface wave measurements. Two accelerometers were used to measure the surface waves. Signals generated by the PZT sensors show a broad bandwidth with a center frequency around 40 kHz, and very good signal consistency in the frequency range from 0 to 100 kHz. Furthermore, repeatability of the surface wave velocity and transmission measurements is significantly improved compared to that obtained using manual impact sources. In addition, the PZT sensors are demonstrated to be effective for monitoring an actual surface-breaking crack in a concrete beam specimen subjected to various external loadings (compressive and flexural loading with stepwise increases). The findings in this study demonstrate that the surface mount sensor has great potential as a consistent source for surface wave velocity and transmission measurements for automated health monitoring of concrete structures.
The dielectric and piezoelectic properties in which $(Zr_{0.52} Ti_{0.48})^{+4}$ ions of $Pb(Zr_{0.52} Ti_{0.48})O_3$ are partially substituted for $W^{+6}$ ions were studied. $ZrTiO_4$ was made by coprecipitation. The specimens of disc shape were sintered respectively at 1180$^{\circ}$to 130$0^{\circ}C$ at an intervals of 2$0^{\circ}C$ for 1 hour. The optimum sintering temperature were found to be between 126$0^{\circ}C$ and 128$0^{\circ}C$. PZT solid solutions sintered had the tetragonal structure with c/a=1.025$\pm$0.005 and theoretical densities incre-ased from 8.02 to 8.17g/cm3 with increasing the amount of the partial substitution of $(Zr_{0.52} Ti_{0.48})^{+4}$ ion for $W^{+6}$ ion The grain size and curie temperature decreased with increasing the amount of $WO_3$ while the dielectric constant increased. When $(Zr_{0.52} Ti_{0.48})^{+4}$ ion was substituted for 1 mole% of $W{+6 ]$ion the planar coupling coefficient$(K_P)$ was as high as 0.58 But as the amount of $WO_3$ increased the mechanical quality factor(Qm) decreased considerably.
터빈 디스크에서 발생하는 결함에 대한 초음파탐상기술을 확립하기 위하여 초음파탐촉자의 근/원거리 음장 및 지향성에 대하여 연구하였다. 영광원자력 LP터빈 No. 6 디스크와 동일하게 대비시험편을 제작하였고 터빈로타 디스크의 초음파탐상에 사용된 5MHz PZT 압전탐촉자의 직경에 따른 근/원거리 음장 및 지향성을 계산하고 실험을 통하여 확인하였다. 쐐기와 디스크로 구성된 실험계에서 bore면에 깊이 2mm 및 4mm 인공결함을 지닌 시편과 직경이 0.5inch이고 중심 주파수 5MHz인 초음파탐촉자를 이용하여 계산 및 실험을 수행하였고 그 결과를 비교, 분석하였다. Keyway 영역에 발생한 결함의 탐상능력을 평가하기 위하여 내부의 53mm 및 75mm 지점에 초음파탐촉자를 두고서 $45^{\circ}$ 및 $90^{\circ}$ 경사각 초음파탐촉자를 설치한 경우를 가정하여 결함의 탐상영역을 결정하였다.
The axisymmetric buckling delamination of the Piezoelectric/Metal/Piezoelectric (PZT/Metal/PZT) sandwich circular plate with interface penny-shaped cracks is investigated. The case is considered where open-circuit conditions with respect to the electrical displacement on the upper and lower surfaces, and short-circuit conditions with respect to the electrical potential on the lateral surface of the face layers are satisfied. It is assumed that the edge surfaces of the cracks have an infinitesimal rotationally symmetric initial imperfection and the development of this imperfection with rotationally symmetric compressive forces acting on the lateral surface of the plate is studied by employing the exact geometrically non-linear field equations and relations of electro-elasticity for piezoelectric materials. The sought values are presented in the power series form with respect to the small parameter which characterizes the degree of the initial imperfection. The zeroth and first approximations are used for investigation of stability loss and buckling delamination problems. It is established that the equations and relations related to the first approximation coincide with the corresponding ones of the three-dimensional linearized theory of stability of electro-elasticity for piezoelectric materials. The quantities related to the zeroth approximation are determined analytically, however the quantities related to the first approximation are determined numerically by employing Finite Element Method (FEM). Numerical results on the critical radial stresses acting in the layers of the plate are presented and discussed. In particular, it is established that the piezoelectricity of the face layer material causes an increase (a decrease) in the values of the critical compressive stress acting in the face (core) layer.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.