Abstract
For the control of vibration and noise of metal structures having relatively low damping, viscoelastic materials are widely used and usually attached at metal structures with an additional constraining layer to secure them. The damping and elastic properties of structures having constrained viscoelastic material layers are dependent on not only temperature and frequency but also their thicknesses. Hence, optimal design of the thicknesses of viscoelastic and constraining layers for a certain base structure are very important to maximize their efficiency and to lighten their weight. In this study, the variation of loss factor of beams having a constrained viscoelastic layer according to the change of thickness has been carefully investigated. From these, optimal design method of the minimum thickness beam having a given loss factor is suggested and numerically verified for a real beam.
감쇠가 적은 금속 구조물의 공진에 의한 진동과 소음을 제어하기 위해 고무, 아스팔트 계열 등의 점탄성 물질이 다양하게 사용되고 있다. 일반적으로 점탄성재료를 이용한 감쇠처리는 점탄성재료의 하부를 모재인 금속층에 취부하고 점탄성재료의 상부를 구속층으로 적층하는 방법을 적용한다. 구속감쇠층이 취부된 구조물의 감쇠 및 강성 특성은 온도와 주파수뿐만 아니라 각 층의 두께에 따라 크게 달라진다. 따라서 구조물을 경량화하고 감쇠처리 효과를 극대화하기 위해서는 점탄성층과 구속층 두께의 최적설계가 매우 중요하다. 본 연구에서는 구속감쇠층을 가진 보의 점탄성층과 구속층의 두께 변화에 따른 손실계수의 변화를 면밀히 검토하고, 이를 토대로 지정된 손실계수를 가지되 감쇠층과 구속층의 최소두께를 결정하는 방법을 제시하였다. 제시된 방법의 타당성은 수치실험적 방법으로 검증하였다.