회전하는 원환의 진동 감쇠를 위한 주기 구조의 파동 특성 연구

Abstract

본 연구는 주기적인 구조의 파동 특성을 이용하여 많은 기계의 주요 동력 전달 요소인 회전 고리의 진동을 감쇠시키는 방법을 제안한다. 회전 원환 구조는 보강재 형태의 주기적인 구조가 배열된 Euler-Bernoulli 가정을 만족하는 휘어진 보로 모델링된다. 이러한 구조에 대한 파동 전파 모델을 개발하기 위해, 먼저 직선 빔과 회전하지 않는 원형 링에서 주기적으로 보강재가 있는 구조물의 진동 음향 특성을 연구한다. 파동의 전파 상수는 전달 행렬법과 Floquet 정리를 사용하는 고유값 문제를 해결함으로써 얻어진다. 대칭 또는 비대칭 보강재가 주기적으로 부착되면, 굽힘파 또는 종파의 전파의 저지 대역은 단위 셀의 공명 주파수에서 나타난다. 원형 링의 경우 일부 주파수 대역에서 굽힘파와 종파가 결합되어 추가적인 저지 대역이 생성된다. 이러한 파동 결합에 의한 저지 대역은 단위 셀의 공명과는 무관하기 때문에 공명으로 인한 저지 대역 외에 고리의 진동을 감쇠시키는 데 도움이 된다. 회전 고리의 경우 Coriolis 힘과 Doppler 효과 때문에 파동 전파의 특성이 전진 또는 후진 방향에 따라 달라지는 것을 볼 수 있다. 도플러 효과는 전진파와 후진파의 비대칭 저지 대역을 발생시킨다. 이러한 특성은 주기적인 구조를 가진 회전 고리에 가해지는 가진으로 인해 전파되는 구조파의 저지 대역의 대역폭을 증가시키는데 도움이 된다.