수동 구속 감쇠층을 갖는 자동차 루프의 진동제어를 위한 제진재의 위치 및 두께 설정에 대한 실험적 연구 = (An) experimental study on positions and thickness of damping materials for vibration control of automotive roof with passive constrained layer damping

국문 초록 (Abstract)

차량 구조물의 설계에 있어서 반드시 고려되어야 하는 것은 안전한 구조물을 제작하는 것이다. 반면에 제작비나 유지비의 절감을 위해서 경량화를 이룰 필요가 있다. 경량화로 인한 유연성의 증가는 구조물의 불안정성을 유발한다. 또한 구조물이 작동할 때 발생하는 진동 및 소음에 의한 불안정성은 안전에 심각한 결과를 유발할 수 있으며, 승객의 승차감 등에 지대한 영향을 준다. 이러한 구조물의 과도한 변형 및 진동/소음을 억제하는 것이 구조물의 동적제어이며, 점탄성 재료(viscoelastic material)를 이용하여 자동차의 설계 시에 예상되는 외부교란에 대처하고 다양한 기능을 갖춘 차세대 차량구조의 출현을 가능하게 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 차량 구조물, 즉 자동차 Steel Roof의 진동제어를 위한 점탄성 제진재를 이용하여 진동을 억제하고자 한다. 단순 구조물인 알루미늄 평판을 이용하여 유한 요소법을 통한 변형에너지와 각 모달 파라미터를 변수로 하여 각 위치에 제진재를 붙여 부착위치의 타당성을 검증하고 검증된 위치 선정 방법으로 2종류(Steel roof 단품, Trim model)의 자동차의 루프에 적용하여 비구속 제진재와 구속 제진재의 비교, 구속재의 두께를 비교하였고, 고비중 제품(HSTM203H)과 저비중 제품(HSTM203)을 각각 제품성능 비교를 하였다. 끝으로 제진재 두께에 따른 제진 성능비교를 하여 제진재의 위치 및 제진구조, 구속재의 두께, 제진재 종류, 두께에 따른 영향을 실험적으로 검증 하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper presents an experimental study on vibration characteristics of an automotive roof with damping material. The goal of the study is to extract modal parameters (natural frequency, loss factor, and mode shape) of automotive roof with damping materials treatment. To determine the effective positions and thickness of the damping material on a roof, vibration tests have been carried out for six cases; Aluminum plate with damping material on maximum strain energy, and aluminum plate with damping material on nodal line. From the results of aluminum plate, it is found that the damping material should be attached on the place with maximum strain energy part. For the automotive roof, patches of constrained damping material have been attached on the position of maximum strain energy and also implemented at the best position of applied damping treatment along each thickness of damping material. This paper addresses that the proper position of damping material is very important and the concept of maximum strain energy may be a good criterion for the placement of damping material

목차 (Table of Contents)

• 목차 = ⅰ
• List of Figures = ⅲ
• List of Tables = ⅴ
• 국문요약 = ⅵ
• 1. 서론 = 1
• 2. 점탄성 제진재의 기본이론 = 3
• 2.1 점탄성 제진재의 동적 거동 = 3
• 2.2 차체에 적용되는 제진 구조 = 6
• 2.2.1 비구속형 제진 구조 = 6
• 2.2.2 구속형 제진 구조 = 7
• 3. 점탄성 제진재의 위치 선정 = 9
• 3.1 스트레인 에너지와 제진재 = 9
• 3.1.1 스트레인 에너지 = 9
• 3.1.2 스트레인 에너지를 이용한 제진재 위치 선정 = 11
• 3.2 알루미늄 평판 해석 및 시험 = 15
• 3.2.1 유한 요소 법을 이용한 제진재의 위치 선정 = 15
• 3.2.2 제진재를 적용한 알루미늄 평판의 시험 = 17
• 3.3 자동차 Steel roof의 FEM 해석 = 19
• 3.3.1 자동차 Steel roof FE model = 19
• 3.3.2 유한요소법을 이용한 제진재의 위치 선정 = 23
• 4. 점탄성 제진재의 적용 및 검증 = 27
• 4.1 개요 = 27
• 4.1.1 시험 목적 = 27
• 4.1.2 시험 방법 = 27
• 4.2 자동차 Steel roof의 시험 = 29
• 4.2.1 제진재를 적용한 Steel roof의 시험 = 29
• 4.2.2 시험 결과 분석 및 검토 = 34
• 5. 결론 = 42
• 참고문헌 = 44
• Abstract = 46