Component-based TPA 를 이용한 전투차량 파워팩 구조기인 실내소음 예측

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확장요약문

장갑차 파워팩에서 발생한 진동은 변속기 결합부와 마운트를 통해 차체로 전달되어 운전석 위치의 구조기인 실내소음으로 나타난다. 그러나 실제 장갑차에서는 결합부 접근성이 제한되어 전달하중을 직접 계측하고 각 경로의 영향을 평가하기 어렵다. 본 연구에서는 component-based transfer path analysis(CB-TPA)와 virtual point transformation(VPT)을 이용하여 파워팩 구조기인 실내소음을 예측하고 주요 전달경로의 기여도를 분석하였다.

파워팩 테스트벤치의 변속기 결합부 2개소와 마운트 1개소를 각각 6자유도 virtual point(VP)로 정의하고, in-situ CB-TPA를 통해 blocked load를 산출하였다. 역산의 수치적 안정성을 확보하기 위해 TSVD를 적용하였다. 실제 장갑차에서는 운전석 위치에서 음향 가진을 수행하고 상반성 원리와 VPT를 이용하여 각 VP와 운전석 사이의 구조-음향 전달함수(NTF)를 산출하였다. 이후 테스트벤치의 blocked load와 실차의 NTF를 결합하여 1000, 1500, 2800 및 3000 RPM 조건에서 200~1000 Hz 대역의 운전석 음압을 예측하였다.

1500 RPM의 경로 기여도 분석 결과, VP 단위의 1/3 옥타브 대역에서는 VP2가 대부분의 대역에서 가장 크게 나타났으며, 200~1000 Hz overall SPL 기준 개별 자유도에서는 VP1:+X가 가장 큰 기여도를 보였다. 이는 지배 경로를 평가할 때 VP 단위와 개별 자유도 기여도를 함께 고려할 필요가 있음을 보여준다.

예측 결과는 200~350 Hz에서 실측값의 주요 피크와 전반적인 주파수 응답 경향을 비교적 잘 재현하였으며, 1500 RPM에서 250 Hz와 315 Hz의 절대오차는 각각 2.4 dB와 1.3 dB였다. 다만 400 Hz 이상의 일부 성분에서는 과소예측이 나타났다. 이를 통해 제안한 방법이 결합부 접근이 제한된 장갑차에서 구조기인 실내소음 예측과 주요 전달경로 분석에 적용 가능함을 확인하였다.