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제안 방법
- Fig. 3 과 같이 시험모델과 동일한 해석모델을 구성하였고 전체구조 모델과 함께 글로브박스(Globe Box) 부분을 부분구조 모델로 표현하였으며, 시험과 동일하게 지그를 모델링하고 지그 하단에서 진동입력을 부가하였다.
- 세번째로 앞의 전체구조 모델 해석 결과에서 부분구조 모델과 체결부의 절점에서 발생한 고유벡터(Eigen Vector)를 추출하여 부분구조 모델에 일치시킨다. 네번째로 이렇게 체결부에서 전체 모델의 진동특성이 반영된 부분구조 모델의 모드 해석을 수행한다. 마지막으로 이러한 모드해석 결과를 이용하여 특정 부분에 진동 입력을 부가하여 주파수응답 해석을 수행하고 그 결과를 관찰한다.
- 다음 단계로 전체구조 모델의 모드 특성과 부분 구조 모델과의 체결부에서 고유벡터가 반영된 모드 해석의 결과를 이용하여 부분구조 모델인 글로브박스(Globe Box)만의 주파수 응답 해석(FRF)을 할 수 있으며, 그 결과를 Fig. 5에 표현하였다.
- (4) 해석 수행 과정에 있어서 몇가지 단계를 거치게 되는데 그 첫 번째로 모델을 생성함에 있어서 전체구조 모델과 부분구조 모델의 체결부에 각각 절점을 생성하고 절점의 번호를 일치시킨다. 두 번째로 전체구조 모델의 모드해석을 수행하여 결과를 확인한다. 세번째로 앞의 전체구조 모델 해석 결과에서 부분구조 모델과 체결부의 절점에서 발생한 고유벡터(Eigen Vector)를 추출하여 부분구조 모델에 일치시킨다.
- 따라서 본 연구에서는 BSR 이 발생하는 부분을 부분구조 모델(Sub-structure)로 하고 그외의 부분을 전체구조 모델(Main-structure)로 구분하여 효과적으로 BSR 현상을 검증할 수 있다. 특히 차량과 같이 대형 구조물의 경우 국부적인 위치에서 나타나는 BSR 현상을 분석하기 위해서는 전체구조 모델의 자유도를 줄이고 부분구조 모델을 효과적으로 관찰하는 것이 하드웨어 비용이나 분석 시간 절감에 크게 도움이 된다.
- 9 와 같이 표현 하였으며, 주요 BSR 발생 부분이라고 판단된 래치 매커니즘의 중앙 회전 조인트 부분에서 발생 하는 래틀과 스퀵을 가시적으로 나타내었다. 또한 이때 래틀과 스퀵에 대하여 각각의 크기를 예측하여 Fig. 10 같이 비교하여 표현하였으며, 그 크기는 표준화(Normalize)하여 정량적으로 비교하였다.
- 네번째로 이렇게 체결부에서 전체 모델의 진동특성이 반영된 부분구조 모델의 모드 해석을 수행한다. 마지막으로 이러한 모드해석 결과를 이용하여 특정 부분에 진동 입력을 부가하여 주파수응답 해석을 수행하고 그 결과를 관찰한다.
- 위와 같이 해석적인 방법으로 BSR 현상을 재현하고 그에 대한 비교 및 검증을 하기 위하여 앞의 해석모델과 상용 유한요소 해석 프로그램인 NASTRAN 을 이용하여 해석 결과를 도출하였다.(4) 해석 수행 과정에 있어서 몇가지 단계를 거치게 되는데 그 첫 번째로 모델을 생성함에 있어서 전체구조 모델과 부분구조 모델의 체결부에 각각 절점을 생성하고 절점의 번호를 일치시킨다.
- 이렇게 상세 유한요소 모델로 업데이트된 글로브박스 모델과 앞에 설명한 부분구조 모델 해석방법을 이용하여 글로브박스의 진동해석을 하였으며 그 결과를 Fig. 7 에 나타내었다. 그림은 글로브박스의 전면 덮개를 제거하고 관찰하였으며, 붉은색과 파란색으로 보이는 글로브박스의 내부에 있는 래치 메커니즘의 진동이 크게 발생하고 이로 인해 글로브박스 외벽과의 마찰 및 타격에 의해 BSR 이 발생할 것을 예상할 수 있다.
- 그 결과로 일부 운전석 부근에서 나타나는 일부 모드를 제외하고 전체구조와 부분구조 모델인 글로브박스(Globe Box)의 체결부에서 주로 모드가 발생하여 진동이 전달되는 특성을 확인 할 수 있다. 이에 따라 이번 연구에서는 주로 글로브박스의 BSR 을 해석적인 방법으로 평가하였다.
- 4 에 나타내었다. 주요 관심 주파수인 20~200Hz 까지의 모드 특성을 관찰하고, 그 중에서 글로브박스와의 체결부에서 고유 벡터가 크게 발생하는 주요 모드형상을 나타내 보았다. 그 결과로 일부 운전석 부근에서 나타나는 일부 모드를 제외하고 전체구조와 부분구조 모델인 글로브박스(Globe Box)의 체결부에서 주로 모드가 발생하여 진동이 전달되는 특성을 확인 할 수 있다.
- 칵핏모듈에서 부분구조 모델 해석 기법을 이용하여 글로브박스에 BSR 이 발생하는 위치 및 주파수를 추출하는 새로운 효과적인 방법을 제시하였으며, 이때 래틀 및 스퀵의 크기를 분석하여 나타내었다. 또한 차후에는 BSR 의 실질적인 평가를 위해서 이렇게 발생하는 소음을 시간영역에서 재현하고 이러한 소음에 대하여 설계자가 직접 평가 할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.
데이터처리
- 서론에서 표현된 개념도에서 두 부품의 수직한 방향으로 작용하는 하중은 래틀을 의미하며 수평한 방향으로 작용하는 하중은 스퀵을 의미하므로 각각을 구별하여 표현할 수 있다. 이렇게 래틀과 스퀵으로 구분하여 분석한 결과는 Matlab GUI 를 이용하여 가시화 하였다.
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