자동차 산업 - 개발, 진동 분석 및 시험
개념 설계부터 양산까지 제품 개발 속도가 갈수록 빨라지고 있습니다. 특히 주목할 부분은 전기 모빌리티로의 전환입니다. 엔진 소음이 사라지면서 이전에는 가려져 있던 구조 전달음 문제가 드러나 이제는 방해 요소로 인식되고 있습니다. 이러한 전환은 자동차 산업의 변화를 가속합니다. 이에 따라 새로운 부품과 경량 구조 설계에는 광범위한 진동 분석 및 시험이 필요합니다.
시뮬레이션을 활용하면 개발 초기 단계부터 부품과 어셈블리를 세부적으로 분석할 수 있습니다. 그럼에도 모델을 이용한 실제 측정은 계산 결과를 신뢰성 있게 검증하는 데 반드시 필요합니다.
비접촉식 측정 방식인 레이저 도플러 진동계측은 부품의 진동에 영향을 주지 않습니다. 따라서 적은 노력으로도 최단 시간 내에 정밀한 결과를 제공합니다.
높은 신호 품질을 자랑하는 Optomet 적외선 기술은 까다로운 표면에서도 재료나 표면 특성에 관계없이 신뢰도 높은 측정을 지원합니다. 풍동, 회전 시험대, 음향 실험실 또는 모달 시험 등 어떤 환경에서도 Optomet은 적합한 진동계측 솔루션의 선정부터 측정 과제의 구현까지 지원합니다.
공력음향학
공력음향학은 공기역학적 유동으로 인해 발생하는 소음을 다룹니다. 난류와 구조물의 내부 및 주변을 통과하는 유동은 부품에 진동을 일으킵니다. 이러한 진동은 다시 음파를 생성하고 방사하며, 사람에 따라 불쾌한 소음으로 인식될 수 있습니다. 또한 갈수록 엄격해지는 배출 규제로 인해 소음 저감 설계의 필요성도 커지고 있습니다.
항공우주 및 자동차 산업에서는 소음 저감이 특히 중요합니다. 대표적인 예로 항공기의 엔진 소음이나 자동차 및 고속열차의 풍절음을 들 수 있습니다. 자동차의 내연기관이 전기 구동 시스템으로 대체되는 사례에서 볼 수 있듯이, 다른 소음이 점차 줄어들거나 사라질수록 유동 유발 소음은 더욱 두드러지고 거슬리게 느껴집니다.
공기 전달음은 마이크 또는 마이크 어레이를 사용해 측정합니다. 하지만 잠재적인 음원을 식별하려면 공간 분해능이 더 뛰어난 측정 기법, 즉 스캐닝 레이저 도플러 진동계측이 필요합니다.
Optomet 레이저 스캐닝 진동계를 사용하면 소형 구조물부터 차량 전체에 이르기까지 비접촉 방식으로 정밀하게 검사할 수 있습니다. 사용자 친화적인 SMART Lab 소프트웨어를 사용하면 측정을 신속하게 수행할 수 있으며, 다양한 심층 분석과 직관적인 2차원 및 애니메이션 시각화 기능을 활용할 수 있습니다. 예를 들어 진동 모드와 공기 전달음에서 검출된 주파수의 상관관계를 분석하면 소음이 발생하는 위치와 유형에 관한 중요한 정보를 얻고, 소음 저감을 위한 적절한 구조적 개선 조치를 마련할 수 있습니다.
이 적외선 레이저 기술(SWIR)을 적용한 Optomet Scanning Vibrometer는 10미터가 넘는 장거리에서도 신뢰도 높은 진동 측정에 충분한 신호 레벨을 제공합니다. 어둡거나 반사성이 높은 곡면도 반사율을 높이기 위한 별도의 처리 없이 측정할 수 있습니다. 또한 진동계와 측정 대상 사이에 두꺼운 유리면이 있어도 측정 성능 저하 없이 측정할 수 있습니다.
전동 액추에이터
최신 차량에는 수많은 전동 액추에이터가 탑재됩니다. 파워 윈도우, 선루프 구동 장치, 사이드미러 조절 모터, 와이퍼 구동 장치, 시트 조절 장치처럼 탑승자가 직접 인지할 수 있는 장치가 있는가 하면, 연료 펌프, 냉각수 펌프 또는 블로어 모터처럼 눈에 띄지 않게 작동하는 장치도 있습니다.
이러한 구동 장치는 본래의 기능을 수행하는 것 외에도 원치 않는 소음의 원인이 될 수 있습니다. 특히 전기차나 하이브리드 차량에서는 주된 소음원인 내연기관의 영향이 없거나 줄어들기 때문에 이러한 부수 소음이 때때로 뚜렷하게 들릴 수 있습니다.
Optomet의 레이저 진동계는 개발 및 시험 엔지니어가 이러한 소음원을 정확히 찾아내고 시각화하며 정량화할 수 있도록 지원합니다. 또한 Optomet의 비접촉식 진동 센서는 이러한 구성품의 진동 및 충격 내구성을 정밀하게 시험하는 데 이상적입니다.
거슬리는 소음은 어디에서 발생할까요?
소음, 진동, 불쾌감(Noise, Vibration, Harshness, NVH)는 차량과 기계에서 들리고 느껴지는 소음 및 진동 특성과 그에 대한 인지를 의미하며, 동시에 관련 엔지니어링 분야를 통칭하는 용어이기도 합니다. 그 목적은 원치 않는 소음과 진동을 식별하고 줄여 사용자의 쾌적성과 체감 제품 품질을 향상하는 것입니다. NVH 분석을 통해 진동원과 음원을 정밀하게 찾아내어 탑승자 또는 사용자에게 최적의 결과를 제공할 수 있습니다.
Optomet의 레이저 스캐닝 진동계는 높은 공간 분해능과 다양한 표면에서 우수한 신호 대 잡음비를 제공하므로 음원과 진동원을 찾아내는 데 특히 적합합니다. 간편하고 직관적인 측정 소프트웨어, 이해하기 쉬운 데이터 3D 시각화, 신속한 자동 스캔 프로세스를 통해 제품 표면을 매우 짧은 시간 안에 검사할 수 있습니다.
다양한 측정 데이터 표시 및 내보내기 기능을 통해 동료들과 더욱 원활하게 소통할 수 있습니다. 엔지니어는 분석 결과를 바탕으로 구성품의 연결부나 형상을 재검토하고 필요한 위치의 감쇠 성능을 높일 수 있습니다.
햅틱 디스플레이
태블릿과 스마트폰이 보편화된 오늘날, 우리는 이미 탭하는 대신 화면을 스와이프하는 데 익숙해졌습니다. 하지만 손가락 끝에 가려져 터치스크린의 어느 지점을 누르고 있는지 볼 수 없기 때문에 많은 사용자가 가상 키보드 입력에 어려움을 겪습니다.
운전 중 터치스크린을 조작하면 안전에 심각한 문제가 발생할 수 있습니다. 이에 대한 해결책은 화면의 버튼과 슬라이더를 촉각으로 느낄 수 있게 하는 햅틱 디스플레이입니다. 사용자는 화면을 보지 않고도 손가락에 전달되는 피드백을 통해 명령이 실행되었는지 확인할 수 있습니다.
Optomet 레이저 도플러 진동계는 이러한 햅틱 디스플레이의 개발은 물론, 생산 공정의 품질 보증에서도 필수적인 역할을 합니다.
