This study deals with the effect of rotational stiffness of bushings on the substructure coupling by frequency response functions (FRFs). In particular, a simple FRF coupling model is investigated to grasp the trend of error in predicting the natural frequencies of the coupled structure that has zeros in rotational stiffness of the coupling element matrix representing bushings. It is understood from this study that the natural frequencies of the coupled structure are downshifted and the level of response is not obtained correctly without reflecting the rotational stiffness of coupling element matrix. In practice, however, the rotational stiffness of bushings is seldom included in vehicle application because of the considerable experimental effort and time to obtain them. In order to identify the necessity of including the rotational stiffness of bushings in vehicle application, an FRF coupling model is constructed with the vehicle body and front axle. The results obtained from this model reveal that excluding the rotational stiffness of bushings produces a downshift in the natural frequencies by 11 Hz at maximum, indicating the necessity of reflecting the rotational stiffness of bushings in vehicle application.
이 연구는 주파수응답함수를 이용한 부분구조합성 시 연결요소로 사용되는 부싱의 회전강성 영향에 대해 다루고 있다. 먼저 단순 보 구조물로 구성된 모델을 이용하여 부싱 회전강성이 결합구조물 고유진동수 예측에 미치는 영향을 살펴보았다. 부싱의 회전강성을 반영하지 않고 부분구조를 주파수응답함수를 이용하여 결합하는 경우 고유진동수가 일반적으로 감소하며, 또한 감소하는 정도는 결합구조물의 모드형상과 관계가 있음을 확인하였다. 실제 차량구조물에서 부싱 회전강성의 영향을 확인하기 위해 차체와 차축이 8개의 부싱으로 결합된 모델을 제작하고, 부싱의 회전강성이 결합구조물의 고유진동수 예측에 미치는 영향을 정량화 하였다. 이 연구에서 다룬 차체-차축 결합구조물의 경우 부싱의 회전강성을 모델에 반영하지 않을 시 고유진동수가 최고 약 11Hz 감소함을 확인하였다. 또한 결합구조물의 모드형상이 부싱의 회전강성을 고려하는 경우에 비해 상이함을 확인하였다. 따라서 이 연구에서는 차체-차축 결합구조물과 같은 차량구조물을 주파수응답함수를 이용하여 부분구조합성 시 정확한 예측 결과를 얻기 위해서는 부싱의 회전강성을 고려하여 모델을 제작할 필요성이 있음을 예시하고 있다.
