부분구조 합성법(substructuring or substructure synthesis)은 부분구조(substructure)의 주파수 응답함수(FRFs, frequency response functions)를 이용하여 합성된 전체 구조물의 동특성(dynamic behavior)을 파악하는 기술로서 이에 관한 이론은 명확하며 간단하다. 즉, 역행렬 계산과 같은 기본적인 행렬연산으로 부분구조 합성을 수행한다. 그러나, 여러 가지 요인으로 인하여 계산된 합성 결과는 실제로 결합된 전체 구조물의 동특성과는 차이를 보인다. 현실적인 이유로 고려하지 못하는 회전자유도와 실험에서 수반되는 여러 가지 측정오차는 주요한 요인이며 이에 대한 연구 또한 많이 진행되었다. 본 연구에서는 이러한 요인 중, 상대적으로 덜 중요하게 평가된 모드자름 오차(modal truncation error)의 영향을 고려한다. 단순한 구조물에 대하여 모의실험을 수행함으로써, 모드자름 오차로 인하여 완전히 잘못된 합성 결과가 나을 수 있다는 것을 보인다. 측정된 FRE를 이용하여 이러한 오차를 보정(compensation)하는 소개하고 이를 대상 구조물에 적용하여 모드자름 오차의 영향을 상당히 줄일 수 있다는 것을 보인다. 복잡한(complicated) 구조물에 대하여 모드자름 오차의 영향을 줄이기 위해서 모든 FRFs를 보정하는 것은 어려우므로 현실적인 대안을 모색한다.
The hybrid CAE/CAT methods are widely applied to product development in various fields because this method can predict the response of the whole system when a part of the system is changed. Especially, the hybrid CAE/CAT method is very useful to predict tile vehicle NVH characteristics after changing some parts of the vehicle. Target parts can be established on the basis of test models and FE models of the prototype constructed in the planning stage of car development. In this study, the topic was focused on the proper test-based FBS application process to predict vehicle NVH characteristic. First, the test-based FBS method was apply to vehicle substructure and car-body. And then the test-based model was replaced with FE model to apply hybrid CAE/CAT method. The replaced FE model was modified through the optimization process. The interior noise in vehicle during the drive was predicted with Modified FE model, then the predicted results were verified by experimenting with actual modified model.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제39권4호
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pp.393-398
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2015
진동해석에 있어서 매우 중요한 부분 중의 하나가 주파수응답함수를 구하는 것이다. 크거나 복잡한 구조물은 일반적으로 아주 큰 자유도-예를 들면 수 백 만 자유도-를 가지기 때문에 역행렬에 의한 전통적인 방법으로는 주파수응답함수를 구할 수 없을지도 모른다. 그래서 전체 구조물을 몇 개의 부분구조로 나누어서 해석하는 부분구조 해석법을 이용한다. 여기에서는 부분구조별로 나누어 계산한 부분구조 진동모드를 이용하여 자유도를 현격하게 낮춘 등가의 저 자유도 모델에서 주파수응답함수를 구하는 방법을 제시한다. 개발한 프로그램의 신뢰도를 확인하기 위하여 평판 구조물에 적용하여서 실험과 축소하지 않는 영역에서의 해석 결과와 본 해석 결과를 비교하였고, 매우 좋은 결과를 얻었다.
본 연구는 전달함수 합성법을 이용하여 보강후 구조물의 진동특성을 예측하는 방법이다. 이 방법은 보강후 구조물의 진동특성을 보강전 구조물의 전달함수를 이용하여 예측하는 기술로, 이에 관한 이론은 많이 알려져 있다. 하지만 실제 실험으로 전달함수를 계측할 경우 회전자유도에 대한 전달함수를 계측하기가 어렵다. 따라서 병진자 유도만으로 전달함수 합성법을 적용할 경우 발생하는 고유진동수 추정 오차를, 전체 자유도를 이용한 경우와 간단한 구조물의 수치해석을 통해서 비교해 보고자 한다.
본 논문에서는 저차 근사모델에 대한 필터 보상형 PID 제어기의 주파수 전달함수 합성법을 제안한다. 제안된 방식은 주어진 주파수응답 경계조건에 맞는 필터 보상형 PID 제어기를 포함한 루프 주파수 전달함수의 합성에 의해 재배열된 일차연립방정식으로부터 PID 파라미터 벡터에 대한 최소 정규해를 결정하는 방식이다. 그리고 제안된 방식의 효율성을 입증하기 위한 예제로 충주 수력발전소의 수차속도제어계가 주어진다.
The Substructure Synthesis means the technology to predict the dynamic properties of an assembly from the properties of its components, or to predict the effect of a modification on a structure. The FRF Based Substructuring method is a kind of the Substructure Synthesis and very useful to predict the efficiency of the product in the early stage of development. Especially, the Hybrid FBS method is very useful to predict the vehicle NVH characteristics after modifying some components of the vehicle. Target components can be established on the basis of test models and FE models of the prototype constructed in the early stage of development. In this study, the Hybrid FBS method was applied to vehicle subframe and car-body in order to reduce vehicle interior noise induced by engine exciting force.
When the vibration troubles occur on the ship structure during the sea trial, the rectification work is very restricted because of in-situ limitation. Usually the finite element method is used to improve vibration characteristics of the structure, but it takes lots of time and effort in modeling the structure and adjusting the finite element model in order to consider appropriate boundary conditions of a complex ship structure. Therefore, experimental methods have been in general suggested to obtain proper countermeasures without time-consuming in modeling. In this paper, FRF(frequency response function) synthesis method is applied to estimate natural frequency of the modified ship structure, which is obtained from experimental and numerical methods.
An efficient vibration analysis method, Component Mode Synthesis(CMS), for an exhaust system with bellows is presented. Analyses are performed for two types of bellows, where characteristics of vibration modes affecting idle shake and interior noise of a vehicle are examined. Also analyzed are the contributions of an exhaust and engine mounting system to the idle shake and interios noise. Comparison between the analysis and test is in good agreement, hence the CMS method is shown to be efficient and valid.
When the vibration troubles occur on the ship structure during the sea trial, the rectification work is very restricted because of in-situ limitation. Usually, the finite element method is used to improve vibration characteristics of the structure, but it takes lots of time and effort in modeling the structure and adjusting the finite element model in order to consider appropriate boundary conditions of a complex ship structure. Therefore, experimental methods have been in general suggested to obtain proper countermeasures without time-consuming in modeling. In this paper, FRE(frequency response function) synthesis method is applied to estimate natural frequency of the modified ship structure, which is obtained from experimental and numerical methods.
본 논문에서는 볼트로 체결된 구조체에 대하여 초기 볼트풀림 상태에서의 볼트 체결력 예측 합성곱 신경망 훈련 방법을 제시한다. 8개의 볼트의 체결력이 변경된 상태에서 계산한 주파수응답들을 완전 체결된 상태의 초기 모델과의 크기 및 모양 유사성을 표현하는 유사성 지도로 생성한다. 주파수응답 데이터들의 생성에는 크리로프 부공간법 기반의 모델차수축소법을 적용하여 효율적인 방법으로 수행할 수 있도록 한다. 합성곱 신경망 모델은 회귀 출력 계층을 사용하여 볼트의 체결력을 예측하도록 하였으며, 훈련 데이터의 개수와 합성곱 신경망 계층의 개수를 다르게 준비하여 훈련시킨 네트워크들을 비교하여 그 성능을 평가하였다. 주파수응답에서 파생되는 유사성 지도를 입력 데이터로 사용하여 초기 볼트풀림 영역에서 볼트 체결력의 진단 가능성과 유효성을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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