실험 오차가 주파수 응답함수에 미치는 영향

The Effects of Measurement Errors on Frequency Response Functions(FRFs)

유한요소 해석(FEA: finite element analysis)의 발달로 복잡한 기계나 자동차 및 구조물에 대해서도 상세한 진동해석을 할 수 있게 되었다. 그러나, 복잡한 구조물을 정확하게 모형화하기 어렵고, 특히 접합부의 강성과 감쇠 특성을 알기 어렵고, 복잡한 형상을 단순화하는 과정에서 발생하는 오차 등의 이유로 유한요소해석 결과는 부정확할 수 있다. 반면에 실제 구조물의 실험 데이터로부터 추출한 실험적 모드해석(modal testing) 결과는 상세하지는 않지만 정확하다고 볼 수 있다. 그러나 실험 결과가 구조물의 진동 특성을 정확하게 나타낸다는 가정은 여러 가지 측정 오차로 인하여 정확하지 않을 수 있다. 이 논문에서는 실험적 모드해석의 기본이 되는 FRF(frequency response function; 주파수 응답함수)의 측정에 영향을 미치는 오차들을 측정 오차와 신호처리 오차로 구분하여 각각에 대해 세밀히 살펴보고, 그러한 오차들을 감소함으로써 보다 정확한 FRF를 구하는 방법에 대해서 고찰해보았다.

Despite the highly sophisticated development of finite element analysis, a finite element model for structural dynamic analysis can be inaccurate or even incorrect due to the difficulties of correct modelling, uncertainties on the finite element input data and geometrical oversimplification, while the modal data extracted from measurement are supposed to be correct, even though incomplete. The assumption that the test results represent the true dynamic behaviour of the structure, however, may not be correct because of various measurement errors. The measurement errors are investigated and their effects on estimated frequency response functions(FRFs) are also investigated.