(1) 연구가설
슬랩현상은 두 물체의 충격에 의해 진동에너지의 소산을 유발한다. 슬립현상은 두 물체가 부착된 상태에서 상대변위가 발생하면서 마찰에 의한 진동에너지의 소산을 유발한다. 이 두 현상을 활용하면 단순한 형상의 절연체의 부착 또는 설치만으로도 구조진동으로 유발되는 방사소음에너지를 획기적으로 저감 시킬 수 있다.
(2) 슬랩현상을 활용한 진동절연체
본 연구자의 아이디어로 원통형 단층-쉘에 얇은 평판을 감아 구성하는 다층-쉘을 제작하였다. 여기서 얇은 평판이 슬랩현상을 유발한다. 제안된 다층-쉘의 진동 절연 효과를 확인하기 위해 같은 두께의 단층-쉘을 제작하였다. 두 쉘의 주파수특성을 실험을 통해 확인하였다. 전 주파수영역에서 고르게 다층-쉘이 단층-쉘보다 우수한 진동절연 효과를 보이고 특히 공진주파수 영역에서는 월등한 절연효과를 확인하였다. 추가적으로 다층-쉘의 공진주파수 중에서 하나를 가진주파수로 설정하여 조화가진 실험을 수행하였다. 여기서 가진주파수 이외의 대역에서 피크를 확인하였는데 이 피크들 모두 다층-쉘의 공진주파수 들이였다. 이 결과로부터 얇은 평판 사이에 슬랩현상이 발생한 것을 알 수 있었다.
(3) 슬립현상을 활용한 진동절연체
본 연구자의 아이디어로 원통형 단층-쉘 내부에 얇은 평판을 점-용접(Spot welding)으로 부착하였다. 여기서 얇은 평판이 슬립현상을 유발한다. 이 평판을 감쇠-쉘이라 칭한다. 감쇠-쉘의 진동절연효과를 확인하기 위해 감쇠-쉘을 부착 전(前) 단층-쉘과 폴리머 성분의 상용 진동절연체를 부착한 단층-쉘을 비교 군들로 정하고 주파수응답특성을 비교하였다. 감쇠-쉘의 부착으로 놀라운 진동절연효과를 확인 하였고 고주파대역에서는 상용 진동절연체보다도 우수한 결과를 확인 하였다.
(4) 슬랩/슬립 동시해석 모델개발
■ 슬랩은 떨어진 두 물체의 진동 중 발생하는 충격을 나타낸다. 본 연구자가 처음으로 슬랩 현상을 떨어진 2개의 집중질량 형태로 표현하였다. 이 모델은 1차원 모델로 x-방향의 변위만을 갖는다. 두 집중질량의 변위 x1과 x2가 다른 방향으로 운동할 때 충격이 발생하고 이로 인해 진동에너지가 감소한다.
■ 1차원 슬랩모델은 충격과정에서 발생하는 두 질량의 상대변위를 고려할 수 없다. 따라서 본인은 추가적으로 x, y방향의 변위를 가지는 2차원 슬랩모델을 제안한다. 이 모델은 충격과정에서 두 질량의 상대변위, 즉 마찰력을 고려할 수 있다. 이것을 마찰을 포함한 슬랩모델이라 칭하고, 이 모델을 통해서 슬랩/슬립을 모두 하나의 모델로 해석할 수 있다.
(5) 형상최적설계
■ 슬랩에서의 얇은 평판과 슬립에서의 감쇠-쉘의 형상을 최적화 한다. 최적화 문제는 전체 진동에너지 최소화를 목적한다. 그리고 목적함수와 최적설계도메인간의 민감도는 마찰을 포함한 슬랩현상 모델로부터 유도된 이론식을 직접미분 또는 Adjoint Variable Method로 구한다.
■ 제품의 대량생산을 고려하여 최적형상은 주기적인 패턴을 가지도록 한다.
(1) 연구가설
슬랩현상은 두 물체의 충격에 의해 진동에너지의 소산을 유발한다. 슬립현상은 두 물체가 부착된 상태에서 상대변위가 발생하면서 마찰에 의한 진동에너지의 소산을 유발한다. 이 두 현상을 활용하면 단순한 형상의 절연체의 부착 또는 설치만으로도 구조진동으로 유발되는 방사소음에너지를 획기적으로 저감 시킬 수 있다.
(2) 슬랩현상을 활용한 진동절연체
본 연구자의 아이디어로 원통형 단층-쉘에 얇은 평판을 감아 구성하는 다층-쉘을 제작하였다. 여기서 얇은 평판이 슬랩현상을 유발한다. 제안된 다층-쉘의 진동 절연 효과를 확인하기 위해 같은 두께의 단층-쉘을 제작하였다. 두 쉘의 주파수특성을 실험을 통해 확인하였다. 전 주파수영역에서 고르게 다층-쉘이 단층-쉘보다 우수한 진동절연 효과를 보이고 특히 공진주파수 영역에서는 월등한 절연효과를 확인하였다. 추가적으로 다층-쉘의 공진주파수 중에서 하나를 가진주파수로 설정하여 조화가진 실험을 수행하였다. 여기서 가진주파수 이외의 대역에서 피크를 확인하였는데 이 피크들 모두 다층-쉘의 공진주파수 들이였다. 이 결과로부터 얇은 평판 사이에 슬랩현상이 발생한 것을 알 수 있었다.
(3) 슬립현상을 활용한 진동절연체
본 연구자의 아이디어로 원통형 단층-쉘 내부에 얇은 평판을 점-용접(Spot welding)으로 부착하였다. 여기서 얇은 평판이 슬립현상을 유발한다. 이 평판을 감쇠-쉘이라 칭한다. 감쇠-쉘의 진동절연효과를 확인하기 위해 감쇠-쉘을 부착 전(前) 단층-쉘과 폴리머 성분의 상용 진동절연체를 부착한 단층-쉘을 비교 군들로 정하고 주파수응답특성을 비교하였다. 감쇠-쉘의 부착으로 놀라운 진동절연효과를 확인 하였고 고주파대역에서는 상용 진동절연체보다도 우수한 결과를 확인 하였다.
(4) 슬랩/슬립 동시해석 모델개발
■ 슬랩은 떨어진 두 물체의 진동 중 발생하는 충격을 나타낸다. 본 연구자가 처음으로 슬랩 현상을 떨어진 2개의 집중질량 형태로 표현하였다. 이 모델은 1차원 모델로 x-방향의 변위만을 갖는다. 두 집중질량의 변위 x1과 x2가 다른 방향으로 운동할 때 충격이 발생하고 이로 인해 진동에너지가 감소한다.
■ 1차원 슬랩모델은 충격과정에서 발생하는 두 질량의 상대변위를 고려할 수 없다. 따라서 본인은 추가적으로 x, y방향의 변위를 가지는 2차원 슬랩모델을 제안한다. 이 모델은 충격과정에서 두 질량의 상대변위, 즉 마찰력을 고려할 수 있다. 이것을 마찰을 포함한 슬랩모델이라 칭하고, 이 모델을 통해서 슬랩/슬립을 모두 하나의 모델로 해석할 수 있다.
(5) 형상최적설계
■ 슬랩에서의 얇은 평판과 슬립에서의 감쇠-쉘의 형상을 최적화 한다. 최적화 문제는 전체 진동에너지 최소화를 목적한다. 그리고 목적함수와 최적설계도메인간의 민감도는 마찰을 포함한 슬랩현상 모델로부터 유도된 이론식을 직접미분 또는 Adjoint Variable Method로 구한다.
■ 제품의 대량생산을 고려하여 최적형상은 주기적인 패턴을 가지도록 한다.