Contact mechanics for electrovibration
Elektrotitreşim için kontak mekaniği
- Tez No: 544360
- Danışmanlar: PROF. DR. ÇAĞATAY BAŞDOĞAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son zamanlarda geliştirilen dokunsal geri beslemeli dokunmatik ekranlar sayesinde, insan parmağı ve ekranın yüzeyi arasındaki sürtünmeyi kontrol etmek mümkün hale gelmiştir. Bu tür ekranlarda sürtünmeyi değiştirmek için dokunmatik ekranın iletken katmanına alternatif bir voltaj uygulanır ve parmak ile yüzey arasındaki elektrostatik kuvvetlerden doğan bir yapışma sağlanır. Bu etkileşimin mekaniği konusunda sınırlı bilgiye sahibiz. Dokunmatik ekrana elektro-titreşim vererek, ekran ile insan parmağı arasındaki temas mekaniğini incelemek için robotik bazlı bir görüntüleme sistemi kullandık ve deneysel çalışmalar yaptık. Sonuçlar, sürtünme katsayısının beklendiği gibi uygulanan voltajın genliği ile arttığını, ancak kayma esnasında görünür temas alanının elektro-titreşimin olmadığı durumla karşılaştırıldığında önemli ölçüde azaldığını gösterdi. Sürtünmedeki artışın parmağın temas ettiği gerçek alanın artışından, görünür alandaki azalmanın ise parmak derisinin hareket yönünde sertleşmesinden kaynaklandığını öngörüyoruz. Ayrıca, parmaktaki nemin elektro-titreşim üzerinde negatif etkileri olduğunu da gözlemledik. Bunun sebebini, yüksek nemden dolayı parmak ile ekranın yüzeyi arasındaki hava boşluğunun elektriksel empedansının azalmasına bağlıyoruz. Son olarak, elektro-titreşimin, ekran ile parmak arasındaki sürtünme kuvvetine etkisini ve bu etkinin uygulanan voltaj ve diğer fiziksel parametrelerle ilişkisini, temas mekaniğine dayalı bir model üzerinden inceliyoruz.
Özet (Çeviri)
The understanding and control of human skin contact against technological substrates is the key aspect behind the design of several electro-mechanical devices. Among these, surface haptic displays that modulate the friction between the human finger and touch surface are emerging as new user interfaces. One such modulation can be achieved by applying an alternating voltage to the conducting layer of a capacitive touchscreen, in order to control electroadhesion between its surface and the finger-pad. However, our knowledge and understanding on the underlying contact mechanics is very limited. We conducted an experimental study to investigate the contact mechanics between the human finger and a touchscreen under electrovibration using a robotic set-up and an imaging system. The results show that the coefficient of friction increases under electrovibration as expected, but the apparent contact area is significantly smaller during full slip when compared to that of no electrovibration condition. We speculate that the main cause of the increase in friction is an increase in real contact area and the reduction in apparent area is due to stiffening of the finger skin in tangential direction. We also present the adverse effect of fingertip skin moisture on electrovibration. We speculate that high moisture decreases the electrical impedance of the interfacial gap between the finger and the touchscreen, leading to a smaller increase in frictional force under electrovibration. Finally, we use a mean field theory based on multiscale contact mechanics to investigate the effect of electroadhesion on sliding friction, and the dependency of the finger–touchscreen interaction on the applied voltage and other physical parameters.
Benzer Tezler
- Step-change in friction under electrovibration
Elektrotitreşim yoluyla kademeli sürtünme değişimi
İDİL ÖZDAMAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇAĞATAY BAŞDOĞAN
- Kazıklı temellerin sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak hesaplanması ile ilgili bir inceleme
Başlık çevirisi yok
SADIK ÖZTOPRAK
- İğ sistemlerinin dinamiğinin deneysel incelenmesi
Dynamic analysis of ring spinning machines
ÜMİT KIRBAŞLI
- Kazıkların davranışlarının sonlu elemanlar metodu ile belirlenmesi
Başlık çevirisi yok
ZEKİ HANAVDELOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. ATİLLA ANSAL