석사학위 청구논문  (2005년 8월   숭실대학교 대학원 기계공학과  김 대 승, 지도교수 김 진 오)

 

판유리 절단용 초음파 가공기의 진동 변환기와 도파관에 관한 연구

A Study on the Transducer and Waveguide of an Ultrasonic Machining Tool for Glass-Panel Cutting

 

[국문초록]

   본 논문은 초음파 가공의 원리를 이용하여 판유리를 절단하기 위한 초음파 가공기에서 진동 변환기와 도파관에 관한 연구 결과이다. 볼트 조임 랑주방형 압전 변환기에 대해서는 기존의 연구 자료로부터 세라믹의 물성치 변화 데이터를 활용해 압전 세라믹과 금속 블록 사이의 접촉 면적을 고려해 압전 변환기의 공진 특성을 설명하는 해석 모델을 세우고, 고유진동수를 계산하여 기존의 실험 데이터와 비교하였다. 도파관에 대해서는 테이퍼 봉과 계단형 봉에서 파동의 전달을 해석하고 비교하였다. 그리고 계단형 봉의 단면 불연속부가 테이퍼 형일 때의 파동 전달과 가진 응답을 해석하였다. 압전 변환기와 도파관이 결합된 초음파 가공기에 대해서는 등가회로 이론을 활용해 공진 주파수를 구하고 유한 요소 해석을 통해 검증하였다. 그리고 해석 결과를 바탕으로 초음파 가공기를 설계 제작하였다.

 

[목 차]

1. 서 론

2. 예압에 따른 압전 변환기의 공진 특성 변화

    2.1 압전 세라믹의 물성치와 공진 특성

    2.2 압전 변환기의 공진 특성

3. 도파관에서 파동의 전달

    3.1 테이퍼 봉과 계단형 봉의 비교

    3.2 계단형 봉의 단면 변화부 변형

4. 판유리 절단용 초음파 가공기 설계 및 제작

   4.1 등가회로 이론

   4.2 가공기 설계

   4.3 가공기 제작

5. 결 론