현재 농업용 장비들은 특성상 사용자에게 심한 양의 진동을 가하고 있다. 이는 사용자에게 나쁜 승차감을 주고 또한 장시간 운전시에는 건강에도 좋지 않은 영향을 줄 수 있다. 본 연구에서는 농업용 트랙터에서 사용자에게 전달되는 진동의 양을 측정하여 사용자가 느끼는 승차감을 정량적으로 측정하고 또한 건강에 미칠 수 있는 영향에 대해 평가해 보았다. 실험은 포장도로와 농로 그리고 논갈기 작업시에 인체에 전달되는 12축의 진동을 측정하였고, 또한 트랙터에 사용되는 서스펜션 시트의 특성을 보기 위해 시트 아래의 수직방향 진동을 측정하였다 실험에 참가한 피실험자는 모두 현재 트랙터를 사용하고 있는 4명을 대상으로 하였다 실험 결과 현재의 트랙터는 사용자에게 좋지 않은 승차감을 주고 있으며 건강에도 좋지 않은 환경을 제공하고 있음을 볼 수 있었다. 이러한 환경을 개선하기 위해서는 서스펜션 시트의 설계가 중요하게 되는데 보다 좋은 승차감을 제공하기 위해서는 인간이 민감하게 느끼고 또 트랙터에서 많은 양이 나타나는 주파수 대역의 진동을 저감하기 위한 설계가 필요하다고 할 수 있다.
기존 열자 승차감은, 주행중인 철도차량에서 승객이 느끼는 진동에 대하여 쾌적함의 정도라고 정의할 수 있으며, 기존 열차 승차감 기준으로는 ISO규격, Wz 평가법, UIC규격, KS규격 등이 있다. 기존의 열차 승차감 기준은 진동, 속도, 노이즈 등 기계적 요소만을 고려하므로, 승객이 느끼는 쾌적함을 평가하기에 한계가 있으며, 특히 곡선부 승차감을 평가하지 못하는 문제점이 잇으므로, 틸팅열차의 승차감을 평가하는데 어려움이 있다. 생체 신호를 기반으로 한 열차 승차감은, 기계적 요소들이 승객에게 미치는 영향이 심박, 혈압, 체온 등의 변화로 나타나므로, 이러한 생체 파라미터를 이용하여 열차 승차감을 평가하는 것이다. 특히 틸팅열차의 곡선부운행에 따른 틸팅 정도에 따라 발생하는 승차감의 변화를 측정하는데 적합하다.
고속철도 개발에 있어 승차감은 차량의 품질을 결정하는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 고속철도 차량의 강체 및 유연체 모델 각각에 대해 속도증가에 따른 고속철도 차량의 승차감을 평가하였다. 가진원은 휠/레일 불균일에 의한 상하 진동만을 고려하였다. 속도 증가에 따른 차체의 진동을 계산하기 위해 강체 및 유연체 모델의 고유진동수와 모드형상을 계산하였다. 복잡한 형상의 압출재로 구성된 차체를 유연체로 모델링하기 위해 등가 물성치를 산출하여 등가 쉘로 모델링하였다. 계산된 차량의 진동으로 승차감을 평가한 결과, 강체 모델로 예측된 고속철도의 승차감은 고속에서 오히려 좋아지는 불합리한 결과가 도출 되었다. 반면 차량의 유연체 모드까지 고려하여 평가한 고속철도의 승차감은 속도 증가에 따라 승차감이 나빠지는 당연한 결과를 보여 주었다. 따라서 고속에서의 철도차량 개발은 차체의 유연체 특성을 고려해야함을 확인하였다.
철도차량의 승차감은 진동뿐만 아니라 소음, 냄새, 온도 등 많은 요인들에 의해 영향을 받지만 승객에 크게 영향을 주는 진동으로 평가하는 것이 일반적이다. 승차감은 승객이 느끼는 감정이므로 물리적인 가속도의 크기뿐만 아니라 진동에 대한 인간의 감응도(느낌)도 고려하여야 한다. 이러한 진동에 대한 인간의 감응도를 나타낸 것이 주파수 보정곡선이다. 따라서, 철도 차량의 승차감 평가에는 인간의 감응도가 고려된 주파수 보정 가속도를 필요로 한다. 철도차량의 승차감 평가는 많은 규격에 규정되어 있으나, 각각의 규격에 따라 서로 다른 주파수 보정 곡선을 제시하고 있다. 본 논문에서는 국제철도협회, 유럽표준위원회, 국제표준위원회에서 규정한 주파수 보정곡선에 대해 분석하고 그 차이점을 고찰한다. 또한, 주파수 보정곡선의 차이가 고속철도 차량의 승차감 평가에 미치는 영향을 실제의 시운전 시험을 통해 분석하고자 한다.
This paper introduces experimental results of the ride qulaity characteristics of automotive seats fixed on the vibration table that is noving simultaneously to the three-axis in a similar way to the real running condition. Vibration experiment was carried out for five different automotive seats and four Korean individuals. The assessment of the ride quality characteristics for each seat and indiviual was made not only from the analysis of vibration measurements but also from the evaluation of weighied vibration signals, which were obtained using the frequency weighting function and the multiplication factor dependent on the position and axis of vibration exposure to wehole-body. The usefulness of those assessment results in analysis of the ride quality of seats is discussed and their limitation is also pointed out in this paper.
차량 개발에 있어서 승차감(Ride)과 조향성능(Handling)의 평가는 차량의 동적 성능을 판단하는 주 인자인데, 차량업계에서는 이들 평가의 대부분을 주관적인 방법에 의존하고 있다. 최근에는 주관평가의 문제점을 해소하기 위해 차량의 동적 거동을 직접 측정함으로써 평가를 객관화하려는 시도가 많이 행해지고 있다. 본 연구에서는 숭차감 평가를 위한 정량화 지수를 개발하는데 있어서 저해 요인들을 분석하고 이에 대한 해결방안을 제안함으로써 측정된 물리량을 이용하여 주관평가 결과를 대체할 수 있는 방안을 정립하고자 한다. 우선 정적, 동적 승차감에 대한 모형을 통해서 승차감 정량화의 한계와 기존의 승차감 평가지수에 대해 고찰하고, 실제 차량 시험에서 얻어진 주관 평가치와 측정 가속도간의 상관관계 정립을 통해 관계식을 수립하는 방안에 대해 서술하고자 한다. 이 과정에서 주행시 간헐적으로 들어오는 충격성 입력을 처리하는 방법도 함께 논하였다.
This paper introduces the experimental results of ride values assessed for several passenger cars. The experiment was conducted at four vehicles on two roads for three persons by measuring the acceleration in the 12-axis of human. The results include the comparison of the ride values, such as the component ride values, overall ride value, and seat effective amplitude transmissibiity. It is proved that acceleration between 1 and 15Hz is the most significant in evaluating the ride quality. The contribution of the acceleration in each measurement axis is quantified from the component ride value. SEAT value shows a relatively low sensitivity for the road condition and human mass.
The aim of the study is to develope an objective index for the evaluation of vehicle ride comfort using the measured vehicle accelerations. The equation of the index was derived from the correlation analysis of subjective ratings on selected vehicles and the reduced measure of the vehicle motions. First whole procedure of from the measurements to the calculation of the perceptual vibration was developed. Test condition of both the vehicle speed and the road condition was selected so as to maximize the reliability of the index. This paper suggested the equation of the objective ride index on vibration harshness, of which expected error is about 0.3 in 10 scale of subjective rating at 95% of the significance level.
최근 자동차기술의 발달로 인한 차량의 경량화, 고급화 추세는 더욱 개선된 승차감을 요구하고 있다. 승차감에 영향을 미치는 주요인으로서는 엔진의 진동과 소음, 변속장치, 구동축 등의 구동 계통의 진동 및 소음, 그리고 노면으로부터의 진동, 외부 공기의 흐름에 의한 소음 등 여러가지가 있다. 엔진지지계는 이중 엔진의 진동 및 소음을 절연하는 기능을 맡고 있고 동시에 엔진하중의 지지, 변위제한, 충격흡수 등의 기능도 가지고 있다. 실제에 있어서 엔진지지계는 진동 및 소음 절연의 기능 외에 다른 기능도 갖고 있으나 이중 가장 어렵고 해석이 곤란한 것은 결국 진동절 연성능이라고 할 수 있다. 그러나 여러 가지 제약조건이 있으므로 최적의 진동절연특성의 실 현이 항상 가능한 것은 아니고 방진고무의 특성치난 지지각도 등의 어느 범위안에서만 선택이 가능하므로 실제 설계에 있어서는 적용상의 특정조건을 만족시키는 초기설계치를 정하여 그때의 진동절연특성을 평가하고 기준이하일때는 설계치를 재조정하여 다시 평가하는 접근방식이 실질 적이다. 따라서 이 설계과정에 필요한 엔진지지계의 진동절연특성해석 및 평가용 컴퓨터 프로 그램을 개발하였으며 그 해석치와 실험결과를 비교하여 타당성을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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