비접촉 Full-Field 진동 측정 기술

최근 자동차 개발 과정에서 구조물의 진동 특성을 정밀하게 파악하는 것은 NVH 성능 확보 및 설계 검증 측면에서 매우 중요한 요소입니다.

기존의 가속도 센서 기반 측정 방식은 특정 지점(Point) 중심의 데이터 취득에 한정되며, 센서 부착으로 인한 질량 부가(Mass Loading)가 구조물의 동특성에 영향을 줄 수 있다는 한계가 존재합니다.

이에 따라, 본 기술에서는 레이저 도플러 진동계(LDV)를 활용한 비접촉 방식의 Full-Field 진동 측정 기법을 적용하여, 차량 전체 표면의 동적 거동을 정밀하게 분석하고자 합니다.

  - Optomet SMART Scan Laser Doppler Vibrometer

  - 다채널 스캐닝 제어 시스템

  - 진동 해석 및 데이터 처리 소프트웨어 (SMART Lab)

해당 장비는 레이저를 이용하여 대상 구조물의 표면 진동 속도를 비접촉 방식으로 측정하며, 전체 표면에 대한 고해상도 데이터 취득이 가능합니다.

Full-Field 진동 측정 절차

1. 측정 대상 설정

차량의 도어, 윈도우, 후드 등 전체 표면을 측정 영역으로 설정합니다.

2. 스캐닝 포인트 정의

측정 대상 표면에 대해 고해상도의 스캐닝 포인트(Grid)를 구성합니다.

3. 비접촉 진동 측정 수행

레이저를 이용하여 각 포인트에서 진동 속도 데이터를 취득하며, 다각도에서 동시에 측정이 이루어집니다.

4. 데이터 취득 및 통합

각 스캐닝 포인트에서 수집된 데이터를 통합하여 전체 표면의 진동 거동을 구성합니다.

5. 모드 해석 및 시각화

측정 데이터를 기반으로 구조물의 모드 형상(Mode Shape) 및 진동 패턴을 시각화합니다.

결과 해석

- 차량 전체 표면의 진동 분포 및 국부 진동 특성 확인
- 공진(Resonance) 발생 위치 및 모드 형상 분석
- 구조적 취약 부위 및 진동 집중 영역 식별

기술적 장점

- Full-Field 데이터 확보 (Point 측정 한계 극복)
- 비접촉 방식으로 측정 영향 최소화
- 복잡 형상 구조물에 대한 고해상도 분석 가능
- 자동화된 측정으로 시험 효율 향상

응용 분야

- 자동차 NVH 성능 개선
- 차체 및 전장 부품 설계 검증
- 진동 문제 원인 분석 및 개선
- 경량 구조물 및 복합재 구조 해석
- 연구개발 및 품질 평가

본 기술은 기존 센서 기반 측정의 한계를 극복하고, 구조 동특성에 대한 전체적인 이해를 가능하게 하는 핵심 진동 해석 솔루션입니다.