유한요소법을 이용한 tonpilz 트랜스듀서의 head mass 최적화
Optimization of head mass for tonpilz transducer using finite element method
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참고문헌
초록
Tonpilz 트랜스듀서에서 head mass에 영향을 미치는 요소로써 그 형상과 무게 및 소재의 영향을 연구하였다. 형상 요소로는 head mass의 옆면이 대칭 축과 이루는 각도를 그 인자로 하여 0도, 35.5도, 60도로 변화시키면서 대역폭과 출력의 변화를 모사하였다. 그 결과 Al의 경우에는 35.5도에서 대역폭이 최대 값이 되었으며 그 때의 대역폭은 86.4 %로 계산되었다. Head mass의 중량은 대역폭에는 큰 영향이 없이 출력에만 영향을 미치는데 중량이 25 % 감소하였을 때 20 % 정도 출력이 증가하였다. 끝으로 head mass의 소재를 Ti로 변경하였을 때에는 밀도의 차이에 의한 무게의 증가에도 불구하고출력이 100 % 향상되었는데 이는 Ti의 탄성률 같은 기계적 특성의 영향으로 판단되며 최대의 대역폭을 얻기 위한 형상은45도에서 얻어졌고 대역폭은 88.1 %이었다.
Abstract
Effects of the shape, the size and the material of head mass on performances of tonpilz transducer were studied with a finite element method. The shape of head mass was changed with an angle between symmetric axis and side of head mass of transducer from 0 to 60 degree. As a result of the simulations, the bandwidth leached to 86.4 % at 35.5 degree in case of Al head mass. The size of head mass showed a decrease in the power of transducer with little change of bandwidth. For the Ti head mass, the transmitted power showed 100 % increase with a bandwidth of 88.1 % even though the weight of the head mass increased to 167 % of Al. This can be attributed to the mechanical properties like elastic modulus of Ti relative to Al.
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