[논문]함정용 고무마운트의 진동에 대한 실험적 연구

이현엽; 신수용; 정정훈; 곽정석; 유재문

doi:10.3744/snak.2009.46.2.165

[국내논문] 함정용 고무마운트의 진동에 대한 실험적 연구
An Experimental Study on the Vibration of Rubber Mounts for Naval Shipboard Equipments 원문보기

大韓造船學會論文集 = Journal of the society of naval architects of korea, v.46 no.2, 2009년, pp.165 - 170

이현엽 (충남대학교 선박해양공학과) , 신수용 (충남대학교 선박해양공학과) , 정정훈 (한국기계연구원) , 곽정석 ((주)수퍼센츄리) , 유재문 (충남대학교 선박해양공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Most of the naval shipboard equipments strongly require isolation devices to keep their performance and durability from severe noise and vibration loading. The rubber mount is well-known as one of most effective way to isolate major equipments from noise and vibration. The performance of the rubber mount is determined by characteristics of shock stiffness and vibration stiffness and the frequency range of interest is up to several Kilo Hz in navy vessels. In this study, an vibration experiment method for the rubber mount has been developed as a foundation work for assessing dynamic stiffness up to high frequency. Also experiments for a typical rubber mount has been carried out and the results has been discussed.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서, 본 연구에서는 고무 마운트의 고주파에서의 진동특성을 파악하기 위한 기초연구로서, 탄성마운트에 대한 조화가진 진동실험기법을 개발하고자 하며 실험장치의 영향을 고려할 수 있는 이론적 해석기법을 정립하고자 한다.
본 연구에서는 함정용 고무탄성마운트의 고주파에서의 진동특성을 실험적으로 파악하기 위한 기초연구로 실험장치 및 해석방법을 개발하였으며, 1KHz까지 진동시험을 수행하였다. 그 결과를 검토한 결과 100 Hz 정도까지는 유용함을 검증하였다.

가설 설정

Fig 4의 모델에서 봉이 없이 질량(M)이 top plate 질량(m)에 합쳐진 모델이다. 고무마운트의 강성과 감쇠는 주파수에 따라 변하지 않는다고 가정하여 표1의 값을 사용하였다. Fig.
이론해석 결과는 Fig. 4의 해석모델에 대하여 Top plate 상면의 봉 상단에서 단위 크기의 조화 기진력이 작용할 때의 응답인데, 우선 고무마운트의 모든 주파수에서의 강성과 감쇠가 변하지 않는다고 가정하여 표1의 값을 사용하였다. 두 가지 경우에 대한 해석을 수행하였는데, Analysis1은 base에서 고정된 경우(A_b=0)에 대한 결과이고 Analysis2는 base에서의 가속도를 계측된 값을 사용한 결과이다.

제안 방법

Fig. 2에서 보는 바와 같이 입력되는 힘(F_o)과 top plate의 가속도(A_top), 질량의 가속도(A_M) 그리고 base plate의 가속도(A_b)를 측정하였다.
Fig. 4에서 가진점에서 top plate 상면까지의 봉과 top plate 상면부터 질량의 상단까지의 봉은 사용된 봉과 같이 재질은 스틸(밀도=7850kg/m³, E=210 GPa)이고 단면적은 175 mm²인 균일봉으로 모델링하였다.
가속도계는 top plate 윗면, base plate 상면, mass 상단에 각각 설치하였는데, 위치에 따른 변화를 보기 위해서 Fig. 3에서 보는 바와 같이 90° 간격으로 계측을 하였다.
따라서, 본 연구에서는 Fig. 2에서 보는 바와 같이 base plate 위에 하나의 탄성마운트를 설치하고 탄성마운트 하부에 질량을 봉으로 연결시킴으로써, 탄성마운트의 상부에 질량을 올려놓은 것과 같은 효과를 얻도록 구성하였다.

대상 데이터

본 연구에 사용된 고무마운트는 MIL-STD17508F(1990)에 의거하여 제작된 것으로 형상은 Fig. 1과 같으며 특성은 Table 1과 같다.

데이터처리

질량의 중심과 Top plate의 중심에서의 가속도 크기를 알기 위해, 각각 4군데에서 계측된 결과의 평균을 구하였으며, 그 결과를 Fig. 7과 Fig. 8에 이론해석 결과와 함께 나타내었다.

이론/모형

2.2절의 실험의 해석모델에 대한 자유물체도를 Fig. 4에 나타내었으며, 해석은 주파수영역에서 전달매트릭스 기법(Lee and Park 1995)을 사용하여 수행하였다.
가진 시험은 sine sweep test 방법을 사용하였으며, 전자기식 가진기로 0.1Hz에서 1000Hz까지 수행하였다.

성능/효과

Base에서의 가속도는 Fig. 6에서 보면 위치에 따라 차이가 없으며 또한 Top plate나 질량에서의 가속도에 비해 매우 작음을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 함정용 고무탄성마운트의 고주파에서의 진동특성을 실험적으로 파악하기 위한 기초연구로 실험장치 및 해석방법을 개발하였으며, 1KHz까지 진동시험을 수행하였다. 그 결과를 검토한 결과 100 Hz 정도까지는 유용함을 검증하였다.
본 연구에서 제시한 방법은 가진력과 질량에서의 가속도를 계측하여 전달되는 힘을 간접적으로 계산하여 구하는 방법이므로, 실험오차가 커지는 고주파 영역에서는 1/100 정도의 전달률을 정확 하게 산정하기는 어려울 수밖에 없다. 따라서 100Hz 이상의 고주파 영역에 대해서는 본 방법보다는 전달률을 가진력과 전달력을 계측하여 구하는 직접적인 방법이나 base 가진방법이 적절하다고 판단된다.
더욱이 고주파에서의 전달력은 스프링력(실수부) 보다는 감쇠력(허수부)이 주성분이 되어야 하는데, Fig 10에서는 스프링력이 주성분으로 나타난다. 따라서, 본 연구에서 제시한 실험기법은 100 Hz 이하에서는 유용하지만, 그 이상의 주파수에서는 신뢰할 수 없다.
8에서 보는 바와 같이, Analysis1의 결과와 Analysis2의 결과가 일치하는데, 이는 base를 포함 시험틀의 진동에 의한 영향이 없음을 의미한다. 또한 계측결과와 해석결과가 크기와 위상 모두 잘 일치하며, 5.96Hz의 고유진동수도 정확히 일치한다.

후속연구

본 연구에서 제시한 실험기법을 발전시키기 위해서는 봉과 너트의 영향을 줄이고 보상하는 해석 기법과 roll 운동을 줄이기 위한 대책에 대한 연구가 보완되어야 한다고 판단되며 이는 향후 연구로 남겨둔다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	함정에 탑재되는 장비는 어떠한 요구조건을 갖추어야 하는가?	함정에 탑재되는 장비는 선체의 진동 및 충격에 견디어야 하며 그 성능을 발휘해야할 뿐 아니라, 발생되는 진동이 선체를 통하여 수중으로 방사되는 것을 감소시킴으로써 피탐성을 최소화하여야 한다. 탄성마운트는 이러한 진동 및 충격의 전달을 감소시키기 위한 목적으로 선체와 탑재 장비 사이에 설치하는 것으로서, 특히 방사소음을 줄이기 위해서는 일반적으로 고무마운트가 사용되고 있으며 그 성능(전달률)은 강성 특성에 의해 결정된다.
	탄성마운트란 무엇인가?	함정에 탑재되는 장비는 선체의 진동 및 충격에 견디어야 하며 그 성능을 발휘해야할 뿐 아니라, 발생되는 진동이 선체를 통하여 수중으로 방사되는 것을 감소시킴으로써 피탐성을 최소화하여야 한다. 탄성마운트는 이러한 진동 및 충격의 전달을 감소시키기 위한 목적으로 선체와 탑재 장비 사이에 설치하는 것으로서, 특히 방사소음을 줄이기 위해서는 일반적으로 고무마운트가 사용되고 있으며 그 성능(전달률)은 강성 특성에 의해 결정된다.
	함정용 고무탄성마운트의 고주파에서의 진동특성을 실험적으로 파악하기 위한 기초연구로 실험장치 및 해석방법을 개발하였으며, 1KHz까지 진동시험을 수행한 결과는 어떠한가?	본 연구에서는 함정용 고무탄성마운트의 고주파에서의 진동특성을 실험적으로 파악하기 위한 기초연구로 실험장치 및 해석방법을 개발하였으며, 1KHz까지 진동시험을 수행하였다. 그 결과를 검토한 결과 100 Hz 정도까지는 유용함을 검증하였다.

참고문헌 (7)

Chung, J.H., Kim, B.H., Kwak, J.S., Jeong, J.A. and Lee, H.Y., 2004, 'An Experiment Study on the Characteristics of Rubber Mount for Naval Shipboard Application,' Proceedings of the Annual Spring Meeting, SNAK, pp. 402-409
Kim, B.H., Chung, J.H., Chung, J.A., Kwak, J.S., Bae, J.W. and Kim, J.S., 2004, 'Development of the rubber mounts for naval shipboard application and the optimal shock/vibration isolation design system for equipments,' Journal of KSNVE, Vol. 5, No. 1, pp. 381-386
Lee, H.Y. and Park, J.Y., 1995, 'A Study on the Compensation of Transducer Effects for the Measurement of Vibration with an Impedance Head,' Journal of KSNVE, Vol. 5, No. 1, pp. 117-122
MIL-M-17508F, 1990, 'Mounts, Resilient; Types 6E100, 6E150, 7E450, 6E900, 6E2000, 5E3500, 6E100BB, 6E150BB, 7E450BB and 6E900BB'
MIL-STD-740-2, 1986, 'Military Standard; Structure borne Vibratory Acceleration Measurements and Acceptance Criteria of Shipboard Equipment'
Moon, S.J., Ji, Y.J., Yoon, J.S., Choi, S.B., Lee, H.Y., Kim, J.H. and Jung, W.J., 2008, 'A Study on Development of an Active Hybrid Mount for Naval Ships,' Journal of the Society of Naval Architects of Korea, Vol. 45, No. 3, pp. 288-295

원문보기 상세보기
Nho, I.S., Kim, J.M. and Kwak, J.S., 2008, 'Non-linear Large Deformation Analysis of Elastic Rubber Mount,' Journal of the Society of Naval Architects of Korea, Vol. 45, No. 2, pp. 186-191

원문보기 상세보기

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] 함정용 고무마운트의 진동에 대한 실험적 연구
An Experimental Study on the Vibration of Rubber Mounts for Naval Shipboard Equipments 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

데이터처리

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (7)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] 함정용 고무마운트의 진동에 대한 실험적 연구 An Experimental Study on the Vibration of Rubber Mounts for Naval Shipboard Equipments 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

데이터처리

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (7)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

이현엽 (18) 정정훈 (29) 류재문 (45)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] 함정용 고무마운트의 진동에 대한 실험적 연구
An Experimental Study on the Vibration of Rubber Mounts for Naval Shipboard Equipments 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper