For the performance assessment of a multi-dimensional vibration isolation system, the concept of vibrational power flow can be effectively employed especially when noise radiation from the supporting structure is of interest. With development of instrumentation techniques, the attempts to measure the power flow onto the receiver structure were made. However, some erroneous results such as negative power flow, were observed in the power estimations possibly due to assumptions made for simplicity in experimentation and unexpected or unavoidable errors induced in the measurement of dynamic properties of subsystems. In this paper, we investigate the effects of two problems among assumptions and problems, and those relevant errors on performance assessment of the multi-dimensional vibration isolation system.
Two problems for this purpose are as follows:
1) Effects of rotational terms(moment/rotational velocity)
2) Effects of experimental errors in receiver mobilities measurement
Numerical simulations and theoretical formulas have been employed to show the frequency characteristics of transfer/point rotational terms and distance characteristics of transfer terms between connection points. In addition, the effects of neglect of rotational terms are investigated for several different approximation methods; force approach, velocity approach, and force and velocity approach. The erroneous peaks in the power approximations due to experimental errors in the measurement of receiver mobilities have been illustrated and the relation of those erroneous result to dynamic characteristics of the underlying system were investigated in detail. Furthermore, the effects of negative peaks on the power estimation have been reduced by decomposition of the power transmission in terms of the receiver mobility eigenvalues. In order to illustrate the contribution of rotational terms over high frequency range, the vibrational power flow approach is applied to a compressor system mounted in outdoor unit of an air conditioner.
운전중인 기계에서 발생하는 힘이나 변위의 변화는 그 기계가 설치되어 있는 기초구조물에 힘 또는 변위의 형태로 전달된다. 기계구조물에서 기초구조물로 전달되는 진동은 기초구조물의 구조적 진동 또는 음향학적 소음 방사를 일으키는데, 이러한 진동/소음의 저감은 기계구조물의 정숙함과 안락함에 대한 일반인들의 요구 증가로 인해 많은 연구원들의 연구 대상이 되어 왔다. 이를 위해 제안되는 여러 접근법 중 하나가 진동파워 접근법이다.
진동파워 접근법은 기초구조물 연결점에서의 힘(모멘트)과 선속도(각속도)를 함께 이용해 기초구조물로 전달되는 에너지를 해석 및 평가하는 방법으로서, 과거 실험적 제약으로 인해 이론적 접근에만 머물렀으나, 현재 측정기술의 발달로 많은 실험적 검증 노력이 이루어지고 있다. 그러나 여러 실험적 제약으로 인한 실험의 단순화 과정이나 실험시 발생하는 측정 오차로 인해, 계산된 수진부 진동파워는 여러 종류의 오차를 내포할 가능성이 크게 존재한다. 이로 인해 진동파워 접근법을 이용한 절연계 성능 평가 및 경로별 기여도 해석시 왜곡된 해석 결과를 초래할 수 있다.
본 연구에서는 여러 단순화 과정과 실험 오차 중 아래 두 가지 사항들을 검토하여 단순화 과정과 실험 오차가 진동파워 왜곡 현상에 미치는 영향을 검토하고자 한다.
첫 번째, 진동절연계 성능 평가시, 실험적 제약으로 인해 자주 무시되는 회전 변형항(모멘트, 각속도)의 기여도를 다중점 사이의 특성을 고려하여 검토하고자 하며, 회전 변형항 무시가 발생시키는 진동파워 왜곡 현상을 계의 동특성과 관련해서 분석하고자 한다. 이를 위해 회전 변형항과 관련되는 수진부 회전/연성 모빌리티의 주파수 증가에 따른 특성을 검토하고, 전달 회전/연성 모빌리티의 측정점 거리에 따른 특성을 분석하고자 한다. 그리고 수진부로 전달되는 진동파워는 다양한 접근법을 이용할 수 있다는 사실을 바탕으로, 적용하는 진동파워 추정법에 따른 진동파워 왜곡 현상 특성도 분석하고자 한다.
두 번째, 다차원 진동절연계 진동파워의 실험 해석시, 신호 측정시 발생하는 여러 오차들이 진동파워 계산 결과에 영향을 미치어 왜곡된 해석 결과를 초래한다. 본 연구에서는 진동파워 측정시 발생 가능한 실험 오차들중 수진부 모빌리티에 포함되는 오차들을 고려 및 가정하여, 이러한 오차들이 진동파워 예측시 미치는 영향을 파악하고, 이로 인해 발생하는 왜곡된 진동파워 성분을 저감할 수 있는 방법을 모색하고자 한다.
