In this work, to identify effective parameter for performance of piezoelectric jetting dispenser, experimental investigation is carried out based on design of experiment. After preparing jetting dispenser using two stack-type piezoelectric actuators, basic working principle of the jetting dispenser is described. Eight operating conditions are chose as main factors and it is assumed that each factor has two levels. To reduce number of experiments for performance evaluation, the experimental sets are designed based on factional factorial design method. Experimental setup is established and the weight of single dot is measured by using precision scale. The main and interaction effects of factors are analyzed using commercial statistical program and optimal operating condition for small amount and small variation of weight of dispensed single dot are determined.
Voltage step-down characteristics in Ring/Dot type piezoelectric transformer were examined as a function of the area of input electrode when the area of output electrode is fixed. The effects of driving frequency and load resistance on the voltage step-down characteristics were also examined. Voltage gain was greatly dependent on the driving frequency and load resistance, and showed a maximum gain at resonance frequency of the step-down transformer. The frequency where the maximum output voltage appears increased about 0.2% as the load resistance increased from 10 to $150\Omega$. As the area of input electrode increased, the voltage gain and the efficiency of the transformer increased. Frequency dependence of efficiency of the step-down transformer revealed a similar tendency with the voltage gain curves. The maximum efficiency remarked 94% when the input voltage and the load resistance were 20 $V_{PP}$ and $120\Omega$, respectively.
In this present paper, a semi-analytical mesh-free method is employed for the three-dimensional free vibration analysis of a bi-directional functionally graded piezoelectric circular structure. The dependent variables have been expanded by Fourier series with respect to the circumferential direction and have been discretized through radial and axial directions based on the mesh-free shape function. The current approach has a distinct advantage. The nonlinear Green-Lagrange strain is employed as the relationship between strain and displacement fields to observe thermal impacts in stiffness matrices. Nevertheless, high order terms have been neglected at the final steps of equations driving. The material properties are assumed to vary continuously in both radial and axial directions simultaneously in accordance with a power law distribution. The convergence and validation studies are conducted by comparing our proposed solution with available published results to investigate the accuracy and efficiency of our approach. After the validation study, a parametric study is undertaken to investigate the temperature effects, different types of polarization, mechanical and electric boundary conditions and geometry parameters of structures on the natural frequencies of functionally graded piezoelectric circular structures.
In this research, the dynamic stability and nonlinear vibration behavior of a smart rotating sandwich cylindrical shell is studied. The core of the structure is a functionally graded material (FGM) which is integrated by functionally graded piezoelectric material (FGPM) layers subjected to electric field. The piezoelectric layers at the inner and outer surfaces used as actuator and sensor, respectively. By applying the energy method and Hamilton's principle, the governing equations of sandwich cylindrical shell derived based on first-order shear deformation theory (FSDT). The Galerkin method is used to discriminate the motion equations and the equations are converted to the form of the ordinary differential equations in terms of time. The perturbation method is employed to find the relation between nonlinear frequency and the amplitude of vibration. The main objective of this research is to determine the nonlinear frequencies and nonlinear vibration control by using sensor and actuator layers. The effects of geometrical parameters, power law index of core, sensor and actuator layers, angular velocity and scale transformation parameter on nonlinear frequency-amplitude response diagram and dynamic stability of sandwich cylindrical shell are investigated. The results of this research can be used to design and vibration control of rotating systems in various industries such as aircraft, biomechanics and automobile manufacturing.
Navi, B. Rousta;Mohammadimehr, M.;Arani, A. Ghorbanpour
Steel and Composite Structures
/
제32권6호
/
pp.753-767
/
2019
Vibration control in mechanical equipments is an important problem where unwanted vibrations are vanish or at least diminished. In this paper, free vibration active control of the porous sandwich piezoelectric polymeric nanocomposite microbeam with microsensor and microactuater layers are investigated. The aim of this research is to reduce amplitude of vibration in micro beam based on linear quadratic regulator (LQR). Modified couple stress theory (MCST) according to sinusoidal shear deformation theory is presented. The porous sandwich microbeam is rested on elastic foundation. The core and face sheet are made of porous and three-phase carbon nanotubes/resin/fiber nanocomposite materials. The equations of motion are extracted by Hamilton's principle and then Navier's type solution are employed for solving them. The governing equations of motion are written in space state form and linear quadratic regulator (LQR) is used for active control approach. The various parameters are conducted to investigate on the frequency response function (FRF) of the sandwich microbeam for vibration active control. The results indicate that the higher length scale to the thickness, the face sheet thickness to total thickness and the considering microsensor and microactutor significantly affect LQR and uncontrolled FRF. Also, the porosity coefficient increasing, Skempton coefficient and Winkler spring constant shift the frequency response to higher frequencies. The obtained results can be useful for micro-electro-mechanical (MEMS) and nano-electro-mechanical (NEMS) systems.
The pressure regulator which is used for controlling the reducing pressure in the piezoelectrically driven pneumatic valve has been studied. The pneumatic valve of this study object is 2-stage type and consists of a piezoelectric actuator, a controller, a poppet valve and a pressure regulator. Nominal flow of 50 lpm, maximum operating pressure of 0.9MPa and frequency characteristic of 10Hz and over are required in this pneumatic valve, but the pressure regulator is needed because piezoelectric actuator has no ability to control the pressure of 0.9MPa directly. In this study, bimorph type PZT actuator of $25.2mm(L){\times}7.2mm(W){\times}0.5mm(H)$ with constant of $-220{\times}10-12$ CN-1 was proposed and investigated. Maximum operating force of 0.052 N and maximum displacement of $63{\mu}m$ were gotten from the fabricated PZT actuator. From the analysis results, the orifice diameter of 0.6mm for a piezoelectric actuator was derived and then the pressure regulator which can be operated under 0.15 MPa easily was designed and manufactured. Performance and effects of design parameters were simulated by the Simulink of Matlab software, and it was confirmed that the performance characteristics of manufactured pressure regulator are superior in the common use pressure range of 0.5 MPa to 0.7 MPa. The results show that the proposed pressure regulator is suitable for the pneumatic valve with a PZT actuator.
This study investigated the low temperature sintering with various templates of Bi-based lead-free piezoelectric ceramics. The effects of using CuO-coated Na0.5Bi4.5Ti4O15 templates on the sintering behavior as well as the dielectric, ferroelectric, and piezoelectric properties of Bi1/2(Na0.78K0.22)1/2TiO3 (BNKT) ceramics have been examined. In comparison with the specimens sintered with the Na0.5Bi4.5Ti4O15 templates without CuO coating, those sintered with the CuO-coated Na0.5Bi4.5Ti4O15 templates showed larger template sizes as well as a larger electric field induced strain (Smax/Emax) of 422 pm/V after sintering at temperatures as low as 975℃. These results are promising for low-cost multilayer ceramic actuator applications.
0.75BF-0.25BT ceramics were prepared by sintering at $980-1040^{\circ}C$ in air or under atmosphere powder. A sample with 1 mole %-excess $Bi_2O_3$ was also prepared to compensate for $Bi_2O_3$-evaporation. Physical and piezoelectric properties of these three samples were compared. When the sintering temperature increased from $980^{\circ}C$ to $1040^{\circ}C$, the density of the sample sintered in air decreased continuously due to Bi-evaporation. Due to the suppression of Bi-evaporation, the sample sintered under atmosphere powder had a higher density at sintering temperatures above $1000^{\circ}C$ than did the sample sintered in air. The addition of 1 mole %-excess $Bi_2O_3$ successfully compensated for Bi-evaporation and kept the density at the higher value until $1020^{\circ}C$. Grain size increased continuously when the sintering temperature increased from 980 to $1040^{\circ}C$, irrespective of the sintering atmosphere. When the sintering temperature increased, the piezoelectric constant ($d_{33}$) and the electromechanical coupling factor ($k_p$) increased for all samples. The sample with 1 mole % excess-$Bi_2O_3$ showed the highest density and the best piezoelectric properties at sintering temperature of $1020^{\circ}C$.
The $(Na_{0.52}K_{0.44})(Nb_{0.9}Sb_{0.06})O_3-0.04dLiTaO_3$ (NKNS-LT) ceramics with various $Cu_2O$ concentration were prepared by the conventional solid state reaction method. The $Cu_2O$ content was varied in the range of 0.1~0.4 wt%. The effects of Cu on microstructure, crystallographic phase transition, and piezoelectric properties were investigated. The material with perovskite structure had a tetragonal phase (T1) when $Cu_2O$ concentration was less than 0.3 wt% and it transformed to another tetragonal phase (T2) when the $Cu_2O$ amount was greater than 0.3 wt%. The phase boundary between T1 and T2 phases appeared at around 0.3 wt% of $Cu_2O$ concentration. The piezoelectric properties were shown the maximum values at the composition of the phase boundary. The electro-mechanical coupling factor ($k_p$) was 0.42 and the piezoelectric charge constant ($d_{33}$) was 245 pC/N at the 0.3 wt% of $Cu_2O$ concentration.
In this study, the microstructure, dielectric and piezoelectric properties of $0.15Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.85(PbZr_{0.5}Ti_{0.5})O_3$(0.15PNN-0.85PZT) ceramics having compositions near the morphotropic phase boundary(MPB) was investigated with respect to the variation of $Y_2O_3$ and $Ga_2O_3$ addition amount. The dielectric properties increased and piezoelectric properties decreased with increasing the amount of $Ga_2O_3$. The solubility limit of $Y_2O_3$ is 0.5mol% in this system. The electro-mechanical coupling factor$(K_p)$ and dielectric constant(${\varepsilon}_r$) were 58.6% and 1755 when the amount of $Y_2O_3$ are 0.5mol%.
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.