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.
공통축 형태로 배치된 비자성체 이중관에 있어서 유한요소해석 상용 소프트웨어와 실험적인 방법을 각각 이용하여 원격장 와전류 에너지의 전달 경로를 연구하였다. 연구결과 이중관에 있어서 원격장 와전류 에너지는 두 관 사이의 공간을 따라 흐르는 것이 아니라, 단일 튜브의 경우와 마찬가지로 외측 튜브의 외면을 따라 흐름을 확인하였다. 이는 원격장 와전류 효과의 관벽투과 특성이 이중관에 있어서도 유효함을 보여주는 것이다. 따라서, 중수로형 핵연료 채널과 같은 이중관 형태를 대상으로 내관 및 외관의 내 외부 결함 탐상, gap 분포 및 지지대의 위치 확인 등에 원격장 와전류 방법의 관벽투과 특성이 응용될 수 있음을 보였다.
구조물의 진동인텐시티를 파악하면 진동에너지 전달경로와 소산기구 및 주된 기진원의 위치 등을 규명할 수 있어 구조물 진동의 효율적 저감 대책을 수립할 수 있다. 본 연구에서는 선박, 해양구조물 등과 같은 대형 복잡한 구조물의 진동인텐시티를 유한요소법으로 해석할 경우 적정한 모델링 기법을 마련하고자 선체의 기본 부재인 평판과 보강판에 대해 유한요소 모델링을 달리 하면서 진동인텐시티 해석을 수행하고, 그 결과를 고전적 근사해법인 assumed mode method에 의한 결과와 비교 검토하였다. 이로부터 유한요소법을 이용하여 판 구조물의 진동인텐시티 크기 및 방향을 정확하게 산정하기 위해서는 고유진동 또는 강제진동 해석의 경우보다 세밀한 유한요소 모델링이 요구되지만 진동에너지 전달경로 규명 등을 위한 정성적 해석은 강제진동해석을 정확하게 할 수 있는 정도의 유한요소 모델로도 가능함을 확인하였다. 아울러, 두께가 다른 평판 구조물, L-자형 판 구조물 및 3차원 box-girder에 대한 진동인텐시티 해석을 수행하여 다양한 선체 국부 구조물에 있어서의 진동에너지 전달 현상을 고찰하였다.
In this study, it proved that transfer path analysis is a proper technique to estimate the interior noise from comparing measured interior noise in case of 3 point supported engine mount system. And the simulation of the vibration isolation for active engine mount using FXLMS algorithm is performed. Also, it verified that reduction of estimated interior noise from transfer path analysis and simulation of the vibration isolation.
Transfer Path Analysis is technique predicting transmitted energy through each path. Using the Transfer Path Analysis, structure-borne noise and air-borne noise can be predicted from the system. In this study, however, the Transfer Path Analysis to target only the structure-borne noise due to the noise radiated from the vibrating panel was performed. Predicted noise by the Transfer Path Analysis and measured noise by the experiment were a high correlation. We confirmed the validity of the Transfer Path Analysis through the analysis of these results, showed how to apply the Transfer Path Analysis.
파워흐름해석법은 진동에너지 흐름 형태에 따른 에너지지배방정식을 이용하는 방법으로서, 진동에너지의 공간적인 분포와 전달 경로 등을 제시할 수 있는 방법이다. 이러한 파워흐름해석법은 고주파수 대역의 진동을 해석하기 위하여 효과적으로 적용될 수 있다. 본 연구에 서는 평판 구조물 진동에 대한 파워흐름해석법의 예측 결과를 실험 결과와 비교하여 분석하였다. 분석할 진동 특성들은 손실계수, 주파수 응답함수 등을 포함한다. 그리고 이러한 분석 결과로부터 파워흐름해석법이 고주파수 진동에 효과적으로 적용될 수 있음을 보였다.
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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