자동차의 소음 진동은 파워트레인(엔진과 변속기)과 자동차의 차체 및 이 두 부분 연결하는 프레임의 동력학적인 적절한 조화에 의해서 좌우된다. 따라서 CAE를 이용한 파워트레인 및 차체의 최적 설계가 자동차 개발의 초기 개념 설계단계에는 중요한 역할을 하지만, 이 후 많은 자동차의 부품들이 서로 결합되어 완성되어지는 시작차 단계에서는 초기에 예상하지 못한 문제점들이 발생한다.(중략)
차량의 주요 소음원부터 실내 탑승자의 귀의 위치까지 도달되는 소음의 전달에 대한 전체적인 경로 및 주파수특성에 대한 해석은 차량의 구조-음향적인 특성이 복잡하므로 매우 어렵다. 그러나, 중-고주파수에 대한 대책에 있어서는 흡차음재가 유용함은 이미 알려진 사실이다. 차실 벽면에 사용된 흡/차음재는 소음레벨에 부분적인 기여를 함은 물론이고 음질에도 영향을 미친다. 소음 레벨에 있어서는 수백 Hz 이하의 저주파수 성분이 주요하며, 음질에는 중-고주파수 대역의 소음특성이 큰 영향을 미친다[1]. 본 논문에서는, 실험적으로 측정된 소음원의 특성을 수치해석 모델에 이용하여 소음레벨 저감과 음질개선을 위한 흡/차음재의 개선방향을 모색하였다.
차량 주행시 내부공간의 소음레벨의 변화를 "Booming"소음이라고 통칭하며, 이 소음의 주 원인은 엔진 회전수의 2차 하모닉(harmonic) 주파수 성분으로 구조적인 경로를 통하여 인체에 전달되게 된다. Booming 소음은 변화가 클 때 탑승자에게 큰 고통을 주며 차량 가치평가에 커다란 마이너스 요인이 된 다. 본 연구에서는 이러한 Booming 현상을 파악하고 대처하는 방법의 하나 로서 벡터해석법을 사용하고자 한다. 사용하고자 한다.
본 연구에서는 선박소음해석을 수행하기 위한 기초작업으로서 실선 선박모델을 크게 3가지 경우로 구분하여 모델링 하였으며, SEA법을 적용하여 고체소음의 전달손실을 이론적으로 예측할 수 있는 방법을 제시하였으며, 또한 STL을 도입하여 각 요소간의 에너지 흐름 및 구성판요소의 재료별 방진효과를 알아보았다. 이 방법의 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) 내장판의 종류에 따른 전달특성은 고주파 대역에서는 plywood, 저주파 대 역에서는 rockwool이 높은 손실값을 보였으며, glasswool은 전 주파수 대역에서 고른 손실값을 가짐을 확인하였다. 2) 기진원으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 내장판의 효과가 크게 나타나며, 기진원의 근방 요소에서는 내장판의 효과보다는 강판의 두께의 영향이 두드 러짐을 알 수 있었다. 3) 내장판 요소중 plywood의 방진효과가 가장 크게 나타남을 알 수 있었다. 4) 본 SEA법에 의한 연구에서는 구성 판요소의 재질과 두께에 따른 고쳇음 의 전달특성을 이론적으로 해석하였으며, 차후 실험을 통한 검증이 요구되어 진다.
Reduction of structure-borne noise of the compartment in a car is an important task in automotive engineering. Transfer path analysis using vibroacoustic reciprocity technique or multiple path decomposition method has generally been used for structure-borne noise path analysis. These methods are useful in solving particular problem but do net quantify the effectiveness of vibration isolation of each isolator of a vehicle. To quantify the effectiveness of vibration isolation, the vibrational power flow has been used for a simple isolation system or a laboratory based isolation system. It is often difficult to apply the vibrational power flow technique to the complex isolation system like a car. In this paper, a simple equation is derived for calculation of the vibrational power flow of an isolation system with multiple isolators such as a car. It is successfully applied to not only quantifying the relative contributions of eighteen isolators but also reducing structure-borne noise of a passenger car. According to the results, the main contributor of eighteen isolators is the rear roll mount of an engine. The reduced structure-borne noise level is about 5dBA.
본 연구는 스피터와 마이크폰쌍을 이용하여 변압기 소음 감소를 위한 적응 능동소음제어에 있어서 스피커-증폭기-마이크로폰 경로와 스피거-마이크로폰 쌍의 동특성에 대한 이론적인 내용과 시뮬레이션을 통하여 이를 확인하였다. 또한 음향경로 내에 존재하는 마이크로폰-스피커 쌍의 전달함수를 SLS(sequential least square)알고리즘으로 추정하였으며, 추정된 전달함수에 대한 identify는 z 평면에서 안정된 극점과 영점을 갖고 있음을 확인하였다.
실내 저주파 소음은 도로가진, 차량 현가 또는 엔진 마운트와 같은 차량 샤시 부품의 진동인 구조 진동에 기인한다. 실내 저주파 소음을 줄이려는 노력의 일환으로 소음 원의 위치 및 소음 전달경로를 추적하는 기술인 TPA (Transfer Path Analysis) 를 소개하였다. 본 연구에서는 TPA 기술을 이론적으로 고찰해보고 이를 실제로 적용하여, 도로가진에 의해 앞 좌석에서의 실내 소음에 기여도가 가장 큰 샤시 부품을 찾는 Case Study를 소개하였다. TPA를 적용하기 위한 데이터를 얻기 위해. 도로가진에서 소음으로 연결되는 계측과 실차 운행 상태의 진동 데이터 계측을 실시하였다. 또한 아스팔트 도로에서 시속 30 km/h로 달리면서 관능 평가와 진동 소음 계측 평가 모두를 실시하여 문제가 되는 저주파 실내 소음을 확인하였다. 시험 분석 결과 Trailing Arm을 통해 전달되는 소음이 앞 좌석 저주파 실내 소음에 대한 기여도가 가장 크게 나타났다.
This paper presents a the method for estimating the noise source contribution on the road noise of the vehicle in a multiple input system where the input sources may be coherent with each other. By coherence function method, it is found that the biggest part of the noise source in the road noise is generated by structural vibration on the mechanical-acoustic transfer functions of vehicles. This analysis is modeled as four input/single output system because the noise is generated with four wheels that mechanism of the road noise is very complicated. The coherence function method is proved to be useful tool for identifying of noise source. The overall levels of the interior noise be coherence function method are compared with those measured and calculated by the frequency response function approach using mechanical excitation test. The experimental results have shown a good agreement with the results calculated by the coherence function method when the input sources are coherent strongly each other. The estimation of the road noise indicates that significant coherent can be achieved in the vehicle interior noise.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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