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복합진동에 대한 인간의 진동감수 특성 해석

전문가 제언: ○ 자동차의 승차감 향상은 차량 고급화의 필수 과제로서 그 중요성이 점차 증대되고 있다. 이러한 승차 성능을 향상시키기 위해서는 인간의 진동감수 특성(振動感受特性)을 고려한 차량 개발이 필요하다.

○ 그러나 차량의 스프링 공진주파수 부근의 저주파 영역에서는 몸의 흔들림이 발생하기 때문에 승차자의 착석 자세 등의 영향으로 승차감 평가에 편차가 발생하여 최적의 진동특성을 설정하는 것은 쉽지 않다.

○ 따라서 저주파 영역에서는 차량진동의 크기 뿐만 아니라, 각 진동 방향의 시차인 위상차와 승차자의 흔들림 특성을 포함한 진동감수 특성에 대한 규명이 필요하다. 이를 위해 체감평가 장치를 활용하였다.

○ 본문에서는 차량의 스프링 공진주파수 범위에서 피치(pitch)와 바운드(bounce)의 PB 복합진동과 여기에 롤(roll)을 추가한 PBR 복합진동을 체감평가 장치로 재현하여, 각 진동간의 위상차와 진폭에 의한 운전자의 진동감수 특성을 조사했다.

○ 조사 결과로는 첫째, 복합진동의 진폭이 동일해도 불쾌 정도를 적게 느끼는 최적 위상차가 존재하고, PB 복합진동에서는 착석 자세에 따라 최적 위상차가 달라진다. 또한 PBR 복합진동에서는 동일비율로 진폭을 변경하면 인체 움직임의 비선형성(非線型性)으로서 최적 위상차의 조합이 변화한다.

○ 둘째, PB 복합진동에서도 주파수가 높아지면 피치 진동의 감수성이 낮아진다. 셋째, PBR 복합진동에 있어서 피치와 롤의 등불쾌도 곡선의 구배(감도)는 일정하지 않고, 롤과 피치 진동의 복합 정도에 따라 변한다.

○ 이와 같은 자동차 승차 성능향상을 위해, 다양한 형태의 진동에 대한 진동해석과 인체의 진동감수 특성을 규명하고 이에 맞는 적합한 진동설계 및 방진설계를 해야 된다. 우리의 자동차산업의 위상을 고려하여, 이를 뒷받침할 수 있도록 관련 분야에 대한 연구 활성화가 요망된다.

저자: Eiichi Yasuda, Shunichi Doi, Ikuo Kushiro
자료유형: 학술정보