단순구조물 진동에 대한 파워흐름해석법의 실험적 연구 = Experimental Study on Power Flow Analysis of Vibration of Simple Structures

국문 초록 (Abstract)

파워흐름해석법(Power Flow Analysis)은 진동에너지 흐름 형태에 따른 에너지지배방정식을 이용하는 방법으로서, 진동에너지의 공간적인 분포와 전달 경로 등을 제시할 수 있는 방법이다. 이러한 파워흐름해석법은 중고주파수 대역의 진동을 해석하기 위하여 효과적으로 적용될 수 있다. 본 연구에서는 파워흐름해석법의 실험적 검증을 수행하기 위하여 보와 평판 구조물 진동에 대한 파워흐름해석법의 예측 결과를 실험 결과와 비교하여 분석하였다. 실험에서 보와 평판의 진동 특성을 파악하기 위하여 모드밀도, 모드 수, 손실계수와 가진 점에서의 입력 모빌리티를 측정하였다. 이러한 진동 특성파악을 위한 실험에서는 보에서는 가진지점 3지점과 진동 측정지점 6지점을 고려하였고, 평판에서는 가진지점 3지점과 진동 측정지점 34지점을 고려하였다. 실험으로 구한 손실계수는 파워흐름해석법의 보와 평판 진동 해석의 입력 데이터로 사용되었다. 보와 평판 진동의 주파수응답함수들을 측정함으로써, 주파수 응답함수에 대한 실험값과 파워흐름해석법에 의한 예측 결과들을 비교 분석하였다. 이러한 비교 분석 결과로부터 파워흐름해석법이 중고주파수 영역에서 구조물의 진동을 효과적으로 예측하기 위하여 적용될 수 있음을 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The power flow analysis(PFA) is based on the vibration energy equation governing the phenomenon of energy flow on structures. PFA can be effectively used to predict the structural vibration in medium-to-high frequency ranges. In this paper, vibration experiments have been performed to observe the analytical characteristics of the power flow analysis of the vibration of simple structures. The experimental simple structures include a beam and a plate. In order to investigate the vibration characteristics of each experimental model, modal density, mode number, loss factor and input mobility at a source point have been measured. The data for the loss factor has been used as the input data to predict the vibration of each experimental model with PFA. The frequency response functions have been measured over the surface of each experimental model. The comparison between the experimental results and the predicted results for the frequency response functions showed that PFA can be an effective tool to predict structural vibrations in medium-to-high frequency ranges.

목차 (Table of Contents)

• 초록 = ⅰ
• 목차 = ⅱ
• List of Figure = ⅳ
• 1. 서론 = 1
• 2. 파워흐름진동해석 = 3
• 2.1 진동의 일반해 = 3
• 2.2 파워흐름해석 = 8
• 3. 실험이론 = 14
• 3.1 입력파워 = 14
• 3.2 입력 모빌리티 = 14
• 3.3 모드밀도 = 15
• 3.4 모드 수 = 16
• 3.5 내부손실계수 = 17
• 4. 실험 및 신호분석 환경 = 21
• 4.1 가진부 = 21
• 4.2 측정 센서 = 22
• 4.3 신호분석기 = 23
• 4.4 신호 처리 = 24
• 5. 실험 및 결과 = 29
• 5.1 자유지지 보의 파워흐름해석 검증 실험 = 29
• 5.2 자유지지 평판의 파워흐름해석 검증 실험 = 32
• 6. 결론 = 76
• 참고문헌 = 77
• 본 석사 논문과 관련된 발표 논문 = 79
• Abstract = 80
• 감사의 글 = 81