반복 충돌 메커니즘 규명을 통한 탄성체의 방사 소음 예측 및 저소음 최적화

Abstract

기계구조물끼리의 순간 접촉 시 발생되는 충격에 의한 소음, 진동 문제는 중요하다. 이렇게 충돌에 의해 발생하는 진동과 응력은 순간적으로 구조물에 과다하게 작용하게 되면 구조물의 변형 및 파괴의 원인이 되기도 하며 구조물의 동적 거동 시 불안정성이 야기되기도 한다. 구조물의 접촉 이후 동적 반응은 접촉 시 발생하는 충돌력의 영향을 받기 때문에 보다 정확한 충돌력의 도출이 필요하게 된다. 따라서, 본 연구에서는 충돌에 따라 발생하는 진동/소음 문제를 해결하기 위해 충돌력 모델링을 통해 충돌력을 저감할 수 있는 설계 변수를 파악한다. 여기서 충돌력 도출을 위해 실험적으로 반복 충돌 메커니즘의 규명이 필요하며 충돌 이론을 바탕으로 충돌력의 예측이 필요하다. 본 연구에서는 반복 충돌 메커니즘 규명을 통한 충돌력 모델링 및 방사 소음 예측과 충돌 소음 저감을 위한 구조 음향 최적화 연구를 수행하고자 한다. 이를 위해 헤르츠 이론 적용을 통해 충돌력 예측 모델링을 구축하고 구조-음향 전달함수 적용을 통해 반복 충돌하는 탄성체의 방사 소음을 예측한다. 마지막으로 반응 표면법을 이용하여 충돌 모델의 최적화를 수행하고 최적 설계 값 도출을 통해 충돌 소음을 저감한다.