Complex mechanical systems such as those in ships, offshore plants, automobiles and home appliances often have noise, vibration and harshness(NVH) problems which must be studied to maintain the safety and satisfaction of the users. One of the best methods to study NVH behavior of a system is Transfer Path Analysis(TPA). It allows us to trace the flow of vibro-acoustic energy from the sources to the receiver through paths and to identify operational forces. TPA has proved to be a reliable method for assessing the NVH behavior especially in automobile industry. Despite its reliability, a novel method has consistently been demanded because TPA has limitations such as unequal boundary conditions with operating condition, long analysis time and complexity. In recent years, Operational Transfer Path Analysis(OTPA) has attracted interest of the industry as an alternative tool of TPA since OTPA is a simpler and faster method with correct boundary conditions than TPA. This study shows how to obtain more accurate transmissibility function, which is the main accuracy factor in OTPA, and compares between TPA and OTPA results. Furthermore, a strain transmissibility and novel hybrid transmissibility concept are proposed. It is also shown that the proposed transmissibility function can be used to estimate the strain in mechanical systems and therefore both strain gauge consumption and measurement time can be substantially reduced.
전달경로분석기법(Transfer Path Analysis : TPA)은 시스템의 가진원(힘이나 소음이 발생되는 부분)으로부터 소음 및 진동에너지가 물리적 경로를 따라서 흘러가는 정도를 추적하여, 진동문제가 발생되는 지점을 설계 단계에서 발견하고 최적화를 가능하게 하는 방법이다. 특히, 이 기법은 자동차 산업계에서 잘 수립되어 널리 사용되고 있으며, 그 신뢰성을 인정받고 있다. 그러나 전달경로분석의 핵심이라고 할 수 있는 가진원을 추정하는 것이 쉽지 않고, 또 이 분석 기법의 다른 필수요소인 주파수응답함수를 측정하는 것도 많은 시간이 소요되며, 시스템이 운행 중일 때의 경계조건과 주파수응답함수를 측정 할 때의 경계조건의 불일치가 오차를 발생시킨다. 이러한 한계성을 극복하기 위해 많은 방법들이 제안되었고, 운행 중 응답데이터를 이용하여 전달경로분석을 수행하는 전달경로분석기법(Operational Transfer Path Analysis : OTPA)이 최근 이슈가 되고 있다. 이 방법은 시스템의 가진원 및 주파수응답함수를 측정하지 않고 시스템이 운행될 때 측정한 응답신호를 이용하여 전달성함수를 구하고, 이를 이용하여 전달경로를 분석하는 기법이다. OTPA를 수행하기 위해서 가장 필요한 것은 전달성 함수를 정확하게 구하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 전달성 함수를 구하는 기법들을 소개하고 그 정확성을 검토 하였다. 마지막으로 변형률(strain)을 이용한 전달성함수 및 변형률과 가속도를 이용한 하이브리드 전달성함수를 새롭게 제안하고, 이를 이용하여 변형률을 예측하는 것을 clamped-free beam system에 실험하여 그 가능성을 보여주고 있다. 제안된 전달성함수를 이용해서 변형률을 예측하면 스트레인 게이지(strain gauge)의 소모량 및 측정 시간을 현저히 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
