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제안 방법
- 컴퓨터의 급격한 발달로 차량의 진동 및 소음의 해석은 관심 주파수 대역에 따라 다양한 기법을 이용하여 구조물에 기인한 소음(Structure Borne Noise)과 공기에 기인한 소음(Airborne Borne Noise) 및 진동 해석을 수행할 수 있게 되었다. 구조물의 정상 모드(normal mode)해석 및 아이들(Idle) 해석 등 100 Hz 이하의 주파수 대역에서의 소음 및 진동 문제는 유한 요소법(Finite Element Method)과 경계 요소법(Boundary Element Method)을 이용하면 해석 수행이 가능하다.
- 또한 대시 판넬에 적용되는 흡, 차음재의 경량화는 차량의 경량화로 인한 연비 절감 뿐만 아니라 대시 판넬의 고유진동수를 상승시키므로 대시 판넬의 고유진동수 근방의 주파수 대역에서 발생하는 부밍노이즈(Booming Noise)를 줄이는 효과를 내기도 한다. 본 논문은 차량의 대시 판넬(Dash Panel) 에 저중량 흡, 차음재를 적용하여 SEA 해석을 수행하고, 기존에 적용하던 흡, 차음재의 음향 투과손실 및 흡음 계수를 비교하였다. 또한 실차 조건에서 두 종류의 대시 판넬 흡, 차음재를 각각 적용하여 실내소음을 예측하고 비교를 하였다.
- 본 논문은 차량의 대시 판넬(Dash Panel) 에 저중량 흡, 차음재를 적용하여 SEA 해석을 수행하고, 기존에 적용하던 흡, 차음재의 음향 투과손실 및 흡음 계수를 비교하였다. 또한 실차 조건에서 두 종류의 대시 판넬 흡, 차음재를 각각 적용하여 실내소음을 예측하고 비교를 하였다.
- 차량의 대시 판넬의 흡, 차음 성능 특성을 파악하기 위한 방법으로는 기존에는 흡, 차음재의 종류 및 두께를 변경하고 주행 시험 결과를 통해 최적의 상태를 파악했다. 하지만 시간과 인력 소모가 많아 이를 SEA 해석으로 대체하려는 노력이 대두되고 있다.
- 한편 얻어진 두께에 대한 흡,차음재 재료의 흡 음 및 차음 성능을 고려하기 위해서는 각각의 손 실계수를 구해야 하는데 이를 위해서는 흡음 계수 와 음향 투과 손실이 필요하다. 본 논문에서는 흡 음 계수와 음향 투과 손실을 구하기 위해 흡,차음 재의 재료의 성질에 해당하는 Biot poperty 를 사용하였다. 흡,차음재의 두께 정보와 두께 정보를 AutoSEA 프로그램을 이용하여 해석하였다.
- 본 논문에서는 흡 음 계수와 음향 투과 손실을 구하기 위해 흡,차음 재의 재료의 성질에 해당하는 Biot poperty 를 사용하였다. 흡,차음재의 두께 정보와 두께 정보를 AutoSEA 프로그램을 이용하여 해석하였다.
- AutoSEA 프로그램을 이용하여 Fig.4와 같이 가상의 두 개의 방을 만들었고 두 방 사이에 대시 판낼과 흡,차음재를 적용하여 소음 저감(Noise Reduction)을 구하였다. 소음 저감(NR)은 주변 환경에 따라 값이 바뀌기 때문에 이를 투과손실로 변환해 주어야 한다.
- SEA 기법을 이용하여 해석한 투과손실의 값의 타당성을 시험을 통해 확인하기 위해 Fig.7 과같이 잔향실- 무향실 구조의 방 사이에 대시 판넬을 설치하고 투과손실을 측정하였다. 이때 수음실에서는 총 9곳의 음압을 일정한 간격으로 측정하여 평균하였고 모든 틈과 구멍은 차음재로 .
- 이상에서 살펴본 두 종류의 흡, 차음재의 투과손실과 흡음률의 경향이 서로 상이하게 나타나기 때문에 각각의 변수값으로는 실내소음에 미치는 영향을 직접적으로 판단하는 데에는 어려움이 있다. 그러므로 두 변수의 영향을 고려하여 실내소음에 미치는 영향을 비교 하기 위해서 SEA 를 이용하여 차량의 실내소음을 예측하였다. 차량의 SEA 모델에서 대시판넬을 제외한 모든 부분들의 투과손실과 흡음률은 동일하게 유지하고 대시 판넬에 적용된 흡, 차음재의 투과손실과 흡음률 값을 변경하여 엔진 방사에 의한 실내소음을 예측하였다 두 종류의 흡, 차음재를 이용한 실내소음의 경향 차이 결과는 Fig.
이론/모형
- 이에 대한 대안으로는 시험을 통하여 구조물의 전달 함수를 측정한 결과와 해석을 통한 구조물 의정상 모드(Normal Mode) 결과를 적절히 함께 사용하여 결과의 신뢰도를 높이는 전달함수 기반구조 합성법(Frequency Response Function Based Sub-structuring, FBS) 과 모드 기반 구조 합성법(Modal Based Sub-structuring, MBS) 등의 하이브리드 방법(Hybrid method)등을 사용한다. 이러한 하이브리드 방법을 사용하면 100 Hz ~ 250 Hz 대역의 진동 및 소음 해석을 수행할 수 있다.
- SEA 는 연성된 두 시스템의 파워 평형 방정식 (Power Balance Equation)을 이용한다. 즉 Fig.
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