To make the modal loss factor of sandwich plate maximum, thickness of the damping layer could be optimized by the sandwich plate theory. Since the previous studies are interested in the high frequency range noise reductions, the solution is derived based on simply supported boundaries which is applicable to high frequency range for other boundary conditions.
The purpose of this study is to propose a method to determine optimum damping layer thickness of sandwich plate for maximum modal damping in the low frequency range. The conventional RKU equation which is derived based on simply supported boundary is modified to reflect other boundary conditions and is applied to determine optimum damping layer thickness. In order to reflect frequency-dependent characteristics of elastic modulus of the damping layer, an iteration method is proposed in determining the modal properties. Test results on sandwich plates for optimum damping layer thickness are compared with predictions by the proposed method. The thickness of optimum damping layer determined by propose method shows 47.6% less error than thickness determined by previous sandwich plate theories.
샌드위치 평판 이론으로 모드 손실인자가 최대가 되는 감쇠층의 두께를 결정할 수 있다. 기존의 샌드위치 평판 이론은 경계 조건의 영향을 무시할 수 있는 고주파 대역의 소음 저감에 관심을 두어, 비교적 간단한 단순지지 경계 조건에 대하여 해를 구하여 단순지지 외의 경계조건에도 적용하였다. 그러나, 본 연구의 목적은 저주파 영역에 대하여 샌드위치 평판의 모드 감쇠가 최대가 되는 최적 감쇠층 두께를 결정하는 것이다. 따라서, 기존의 샌드위치 평판 이론을 수정할 필요가 있다. 본 연구에서는 널리 사용되고 있는 샌드위치 보 이론인 RKU 방정식을 단순지지 외의 경계 조건을 근사적으로 적용하였고, 샌드위치 보 이론을 샌드위치 평판으로 확대 적용하였다. 그 결과 경계 조건의 영향을 고려할 수 있어 저주파 영역에 대하여 최적 감쇠층 두께를 결정할 수 있다. 또한, 샌드위치 평판의 최적 두께 결정시 점탄성 재료로 구성된 감쇠층 동탄성계수의 주파수 의존성을 반영하는 방법을 제안하였다. 샌드위치 평판을 제작하여 모드 손실인자가 최대가 되는 감쇠층의 두께, 고유진동수를 측정하고, 본 연구에서 제시한 방법과 기존 이론에서 제시한 방법으로 결정한 최적 감쇠층 두께, 고유진동수를 비교하여 나타내었다.
