기계시스템의 진동/충격 절연에 관한 연구

Abstract

기계 시스템의 진동/충격 절연은 절연 대상과 목적에 의해 여러 가지 방법이 있다. 즉, 절연 대상의 하중에 따라 요구되는 강성과 감쇠가 틀리며 기계 시스템이 지상에 위치되어 있는가, 동적인 상태를 유지하는 가, 해상에 탑재 되는 가, 산업용 또는 군사용 인가 등의 목적에 의해 요구되는 절연 방식이 틀려지게 된다. 목적이 정해지면 그에 따른 설계 공간, 즉 절연이 되는 공간에 대한 허용치와 응답 허용치에 맞게 설계를 수행한다. 일반적으로 절연을 위해 사용되는 코일 스프링-댐퍼의 경우 수치적으로 선형적인 계산이 가능하여 널리 쓰여지고 있다. 현재 다양한 절연 방법과 재료가 생겨나면서 절연 효과가 커지고 있지만 그 만큼 비선형화되어 수치적인 해석이 어려워지고 있다. 시험의 경우 많은 회사들이 충격 시험 조건인 MIL-STD를 기준으로 하고 있으며, MIL-STD 규격은 미국군사규격으로 충격에 의한 시험이며 대상의 하중과 사용 목적에 따라 시험을 선택하고 시험결과에 대한 성능을 평가 받는다. 본 연구에서는 기계 시스템의 진동/충격 절연의 목적을 군사용 해상 탑재로 하였으며 대상의 하중과 설계 공간을 정하였다. 군사용 해상 탑재의 경우 장시간, 폭발 충격에 대한 절연이 이루어져야 하며 접시 스프링을 이용한 절연 설계를 하였다. 접시 스프링은 코일 스프링과는 달리 2, 3차 강성이 포함되는 비선형 특성이 있다. 따라서 비선형 수치해석이 가능하도록 프로그램을 개발하여 절연 설계를 하였다. 접시 스프링의 경우 적층 방식에 따른 힘-처짐 특성이 달리 나타나므로 그에 따른 설계 인자가 포함되도록 수치해석을 수행하였다. 수치해석을 위해 사용된 입력은 BV-043에 의거한 Double-Half Sine파를 사용했으며 응답 허용치의 경우 변위는 특정 수준으로 정하였으며 응답인 충격 가속도는 MIL-S-810F 수준에 맞도록 설계하였다.; Vibration/shock affects biggest taking a train subtraction of vehicle and durability decline. Therefore, absorber is used for vibration/shock isolation and various qualities of the material and design are applied to isolation. This paper proposes vibration/shock absorber that applies 'Disc’spring. Through comparison with 'Disc' spring that has nonlinearity and coil spring that is having linearity, see effect that nonlinearity of isolation gets in vibration/shock isolation. Coil spring and 'Disc' spring are non-linear numerical analysis and simulation through theory for this, get and investigate comparison result through an experiment finally. Expressed and formulated shock through 'Runge-Kutta' method/impact response to nonlinear-vibration-equation of 1 degree of freedom for numerical analysis. Double half sine pulse of excitation used and analyzed result through spectrum response analysis here.