자동차 탑재용 컴팩트디스크
플레이어의 진동특성 연구
I. 서 론
II. CDP 구조물의 진동에너지 예측을 위한 모델 수립
III. 실험 및 결과 고찰 IV. Simulation
V. 결 론
1. 차량용 CDP(Compact Disc Player)에 작용하는 노면의 가진주파수 파악 2. CDP 구조물의 진동에너지 예측을 위한 모델 수립 및 검증
3. 주파수 응답함수를 통한 CDP 구조물의 고유진동수 파악 4. 전달율 측정 및 CDP 설계인자의 영향도 파악
연구내용
I. 서 론
1. CDP(Compact Disc Player)의 중요기능 : 음의 재생성
=> 차량주행시 발생하는 진동 및 CDP의 진동성능이 음의 재생성에 영향 2. Servo 제어기술과 CDP 구조물의 진동성능과의 Tunning이 중요
=> CDP 구조물 고유진동수와의 회피설계/방진설계 필요
연구목적 및 배경
I. 서 론
• 손진승, 김규출, 방정훈, 오상경 : “차량탑재용 CD 플레이어의 방진설계”
• 정진태, 박준민, 노대성 : “기울어짐 진동모드 제거를 위한 CD-ROM 드라이브의 댐퍼최적 위치”
• 윤동화, 이승엽, 박영필 : “초소형 광디스크 드라 이브의 진동특성 및 설계고려사항”
• 박대경 외 3 : “슬림형 광 디스크 드라이브 의 축 방향 진동에 대한 실험적 해석”
• 김국원, 김남웅, 임종락, 안태길 : “광디스크 드라이브 방진마운트의 동특성 예측”
• 강봉진, 신효철, 정태은 : “흡진기 부착 광디스크 드라이브의 동특성 연구”
• J.W.Heo, J. Chung, J.M.Park : "Vibration and Noise Reduction of an Optical Disk Drive by Using a Vibration Absorber"
• Draijer,W., Steinbuch,M. and Bosgra, O.H. : "Adaptive Control of the Radial Servo System of
a Compact Disk Player"
• H. and Paul, M.J. : "Adaptive Repetitive Control of a Compact Disc Mechanism",
연구동향
“
기존의 연구들이 가정용 CD플레이어 및 댐퍼에 대한 것으로 자동차용 CD 플레이어의 진동특성 연구는 활발히 이루어지고 있지 않음.
”자동차용 CD플레이어 진동특성 연구 필요
자동차용 CDP의 기구학적 구성
I. 서 론
자동차용 CDP는 Home용과는 달리 주행중의 진동이나 충격에 대한 방진설계가 필수적임.
Mainbase Ass’y
Optical Pick-up
Oil Damper
K3
1 1, c
1 k K
K2 2 2, c k
3 3,c k
K
4x
y
z
G
2
PK 11
Pk 1
Pk
11
PK 1
PK
22
PK
2
Pk
22
Pk
3
Pk
33
Pk 3
PK
33
PK
4
PK
44
PK
진동모델 및 운동방정식
II. CDP 구조물의 진동에너지 예측을 위한 모델 수립
[ ] M X + [ ] C X + [ ] K X = F
=
+
+
31 21 11
33 32
31
23 22
21
13 12
11
33 32
31
23 22
21
13 12
11
0 0
0 0
0 0
F F F w
K K
K
K K
K
K K
K
w
C C
C
C C
C
C C
C w
I I m
y x
y x y
x y x
θ θ
θ θ θ
θ
노면의 가진주파수 파악
III. 실험 및 결과고찰
50kph
50kph
20~30kph
Side-side
Front-back
Up-down
Side-side
Front-back
Up-down
Side-side
Front-back
Up-down
Peak : 0.054G RMS : 0.013G Peak : 0.077G RMS : 0.018G Peak : 0.107G RMS : 0.024G Peak : 1.789G RMS : 0.377G Peak : 2.021G RMS : 0.418G Peak : 1.952G RMS : 0.389G Peak : 2.130G RMS : 0.330G Peak : 2.240G RMS : 0.389G Peak : 1.990G RMS : 0.287G
노면의 가진주파수 파악
III. 실험 및 결과고찰
Asphalt Road (50KPH) Belgian Road (50KPH)
메인베이스부의 주파수응답함수 측정
III. 실험 및 결과고찰
Impact Point by Impact Hammer Frequency Response Function at CG (point43)
Point 43 : 메인베이스부의 질량중심 Point 7, 68, 71 : Damper 위치
메인베이스부의 진동형상
III. 실험 및 결과고찰
25Hz
350Hz
Damper위치의 진동형상
Hz Damper 7 Damper 68 Damper 71
Amplitude Phase Amplitude Phase Amplitude Phase
25 0.130 -90 0.026 -90 0.051 -90 345 0.295 -90 0.069 90 0.125 -90 408 0.039 -90 0.011 90 0.017 90
25Hz
진동 전달율 (Transmissibility)
III. 실험 및 결과고찰
21Hz
345Hz
304Hz
전달율에 대한 Spring의 영향
III. 실험 및 결과고찰
Spring F, R
- Spring F 증가, Spring R 감소에 따라 전달율 감소.
Spring-Damper F, B
- Spring-Damper의 변화는 Spring F, R 때비 전달율에 민감.
- Spring-Damper F, B의 Spring Force가 동일한 경우의 전달율이 낮음.
-> Spring-Damper 3지점의 도심과 질량중심이 일치하고, 정적으로 평형상태임을 의미
전달율에 대한 Oil Damper의 영향
III. 실험 및 결과고찰
오일댐퍼의 고무경도증가에 따라 전달율 증가
점도 증가는 전달율 감소에 효율적이나, 300Hz 이상의 주파수 대역에서 열세.
메인베이스 질량중심에서의 진동에너지
IV. Simulation
메인베이스부의 질량중심과 위치 : CAE Tool을 이용하여 계산
Spring Constant : 사용된 Spring Force로 부터 계산
점도 : Damping Ratio (Half power method)
진동에너지에 대한 설계인자의 영향도 분석
IV. Simulation
가진 주파수 : 21Hz, 0.66Grms
영향도
Damper Viscosity > Spring-Damper F > Spring F > Spring R ≒ Spring-Damper B
The Effect of Spring & Damper Parameter
0.43
0.14
1.17
0.15
113
0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
Spring F Spring R Spring-
Damper F
Spring- Damper B
Damper Viscosity
Effect (%)
V. 결 론
1. 주파수응답함수를 이용하여 본 연구에 사용된 시스템의 고유진동수를 파악할 수 있었으며, 댐퍼위치에서의 진동형상을 파악할 수 있었다.
2. 스프링과 댐퍼의 특성변경에 따른 진동 전달율 특성을 파악하였고, 최적의 전달율을 가지는 스프링조합 및 댐퍼조합을 제시할 수 있었다.
3. 메인베이스부의 진동에너지를 예측할 수 있는 진동모델을 개발하였으며, 진동에너지에 대한 실험결과를 통해 모델을 검증하였다.
시뮬레이션 결과와 실험 결과 사이에 발생한 오차는 시뮬레이션에 사용된 물성치에 기인된 것 으로 판단되며, 특히 댐퍼의 물성에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
4. 개발된 진동모델을 이용하여 메인베이스부 질량중심의 진동에너지에 대한 스프링과 댐퍼의 설계인자 민감도 해석을 수행하였다.
메인베이스부의 고유진동수에서의 영향도는 댐퍼 점도, Spring-damper F, Spring F의 순으로 나타남을 파악할 수 있었다
