단일층 압전작동기에 적절한 압축하중을 가하면, 압전세라믹 층에 가해지는 압축 응력에 의한 재료비선형적 특성과 기계적 좌굴현상에 의하여 작동 변위와 작동력이 동시에 향상된다. 본 논문에서는 날갯짓 기구를 압축하중을 받는 단일층 압전 작동기로 구동하는 경우, 날갯짓 각도와 공기력에 어떠한 영향이 발생하는가를 조사하였다. 또한 날개 형상과 수동 날갯 회전 각도가 공기력 발생에 미치는 영향도 실험적으로 조사하였다. 인공 날개를 2차원으로 가정한 전산유체해석을 통하여 얻은 평균 수직력이, 실험으로 얻은 값과 잘 일치함을 확인하였다.
piezoceramic unimoph actuator can produce a relatively larger actuation force and actuation displacement when a proper compressive load is applied during operation, because the compressive stress causes material nonlinear behavior in the piezoceramic layer and triggers mechanical buckling. In this paper, we examined effects of the actuator under compression on the flapping angle and aerodynamic force generation capability. Effects of wing shape and passive wing rotation angle on the aerodynamic force production were also investigated. The average vertical force acquired by a 2D CFD simulation for an artificial wing showed a good agreement with the measured one by the experiment.
