KR101601499B1 - Device and method for setting a sign on random vibration test - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 사인 온 랜덤 진동 시험 설정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 차량의 주행 시에 예상되는 랜덤 진동(Random Vibration)과, 엔진의 피스톤 폭발에 의한 주기적인 사인 진동(Sine Vibration)을 통합하여 진동 내구 평가를 수행할 수 있도록 하는 사인 온 랜덤 진동 시험 설정 방법 및 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method and an apparatus for setting a sign-on random vibration test, and more particularly, to a method and apparatus for setting a sign-on random vibration test by integrating a random vibration expected at the time of running of the vehicle and a periodic sine vibration On random vibration test setting method and apparatus capable of performing vibration durability evaluation.
일반적으로 차량용 부품의 내구성 시험은 측정된 차량의 가속도 신호를 차량의 엔진 오더에 기인하는 신호(sine sweep)와 그 외 임의의 신호(random)로 구분하지 않고, 측정된 가속도 신호를 그대로 주파수 분석하며, 분석된 결과를 토대로 싸인 스윕 규격(sine sweep specification) 및 랜덤 규격(random specification) 중 어느 하나의 규격을 생성하고, 생성된 규격을 적용시켜 시험하였다.Generally, the durability test of a vehicle component does not distinguish an acceleration signal of the measured vehicle from a signal (sine sweep) caused by the engine order of the vehicle and other arbitrary signals (random), and frequency-analyzes the measured acceleration signal as it is , A sine sweep specification and a random specification were generated based on the analyzed results, and the generated specifications were applied and tested.
그러나, 차량용 부품의 내구성 시험에 싸인 스윕 규격만을 생성하여 적용시키거나 랜덤 규격만을 생성하여 적용시킬 경우, 적용된 규격은 실제 차량의 가속도 성분과 상이한 신호 형태일 수 있어서 차량용 부품의 내구성을 정확하게 측정할 수 없다.However, when only a sweep specification enclosed in a durability test of a vehicle component is generated and applied, or when only a random specification is generated and applied, the applied standard may be a signal form different from an actual vehicle acceleration component, so that the durability of a vehicle component can be accurately measured none.
즉, 적용된 하나의 규격으로는 차량용 부품의 내구성 시험에서 실제 차량에서 발생할 수 있는 다양한 가속도 신호의 양상을 충분히 반영해줄 수 없기 때문에 하나의 규격만 적용하여 진행한 차량용 부품의 내구성 시험 결과는 신뢰할 수 없다.In other words, the durability test result of a vehicle component which is applied to only one specification can not be relied upon because the applied standard can not sufficiently reflect various acceleration signal patterns that may occur in a real vehicle in a durability test of a vehicle component .
한편, 차량의 엔진 주변 부품들은 주로 엔진에서 전달되는 사인 진동의 영향을 받기 때문에 진동 내구 평가의 방법에 있어서 일반적으로 사인 진동 시험법에 의해 평가하였다. On the other hand, since the parts around the engine of the vehicle are mainly affected by the sine vibration transmitted from the engine, the vibration durability evaluation method is generally evaluated by the sine vibration test method.
하지만 최근에는 엔진 주변 부품에 대해 노면에서 전달되는 진동(Random Vibration)과, 엔진에서 전달되는 진동(Sine Vibration)을 모두 고려하여 진동 내구 평가를 요구하는 추세이다.Recently, however, vibration endurance evaluation is required in consideration of both the vibration transmitted from the road surface and the vibration transmitted from the engine to the engine peripheral components.
그런데, 사인 진동 시험에 랜덤 진동 시험을 추가로 진행할 경우에 시간과 비용이 증가하는 문제가 발생하기 때문에, 사인 진동 시험과 랜던 진동 시험을 통합하여 수행할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
However, since the time and cost increase when the random vibration test is further performed for the sinusoidal vibration test, there is a demand for a technique capable of performing the combined sinusoidal vibration test and the random vibration test.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차량의 주행 시에 예상되는 랜덤 진동과, 엔진의 피스톤 폭발에 의한 주기적인 사인 진동을 통합하여 진동 내구 평가를 수행할 수 있도록 하는 사인 온 랜덤 진동 시험 설정 방법 및 장치를 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a sine-on-random vibration sensor capable of performing vibration durability evaluation by integrating random vibration expected at the time of vehicle running and periodic sine vibration caused by piston explosion of the engine. And a test setting method and apparatus.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 엔진에 대한 주변 부품에 대해 진동 내구 시험 대상으로 선정하고, 진동 내구 시험 대상으로 선정된 부품에 대해 취약 부위를 선정하는 대상 선정부; 상기 선정된 취약 부위에 대해 가속도 센서와 스트레인 게이지(Strain Gauge)를 통해 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험을 수행하는 진동 시험부; 상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대하여, 3축 방향 시험모드 별로 피로 손상도를 산출하는 손상도 산출부; 상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대한 피로 손상도를 분석하여 관계식을 도출하고, 도출된 관계식으로부터 상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대한 목표 시험시간 및 목표 피로 손상도를 선정하는 제어부; 및 상기 목표 피로 손상도에 상응하는 사인 온 랜덤 모드의 시험시간을 도출하여 사인 온 랜덤 진동 시험을 설정하는 사인온랜덤 설정부를 포함하는 사인 온 랜덤 진동 시험 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vibration durability test apparatus for selecting a peripheral part for an engine of a vehicle as a vibration durability test object, ; A vibration testing unit for performing a sine vibration test and a random vibration test on the selected weakened region through an acceleration sensor and a strain gauge; A damage degree calculating unit for calculating a fatigue damage degree for each of the triaxial direction test modes for the sinusoidal vibration test and the random vibration test; A controller for analyzing the fatigue damage degree of the sine vibration test and the random vibration test to derive a relational expression and selecting a target test time and a target fatigue damage degree for the sine vibration test and the random vibration test from the derived relational expression; And a sign on random setting unit for setting a sign on random vibration test by deriving a test time of the sign on random mode corresponding to the target fatigue damage degree.
또한, 상기 손상도 산출부는, 상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대하여, 시간(T)에 대한 피로 손상도와, 가진 크기(M)에 대한 피로 손상도를 산출하게 된다.The damage degree calculating unit calculates the fatigue damage degree with respect to the time (T) and the fatigue damage degree with respect to the excitation magnitude (M) with respect to the sine vibration test and the random vibration test.
또한, 상기 손상도 산출부는, 상기 스트레인 게이지를 통해 획득한 스트레스(Stress)와 주기수(Number of Cycles) 간의 S-N 곡선(Curve)과, 상기 가속도 센서를 통해 획득한 가속도(Acceleration)와 주기수(Number of Cycles) 간의 A-N 곡선(Curve)을 이용하여, 시간에 따른 진폭의 크기와, 레벨 크로싱 카운팅(Level Crossing Counting)을 통해 피로 손상도를 산출하게 된다.The damage degree calculation unit may calculate a damage degree based on an SN curve between stress and number of cycles obtained through the strain gauge and an acceleration and a number of cycles obtained through the acceleration sensor Number of Cycles), the degree of fatigue damage is calculated through the level crossing counting (Level Crossing Counting).
또한, 상기 제어부는, 상기 산출된 피로 손상도와 시험 시간에 따라 다음 수학식의 관계식을 도출하게 된다.Further, the control unit derives a relational expression of the following equation according to the calculated fatigue damage and test time.
여기서, D는 피로 손상도를 나타내고, a, b는 시험 시간에 따른 상수값을 나타내며, T는 시간을 나타낸다.Here, D represents fatigue damage degree, a and b represent constant values according to the test time, and T represents time.
그리고, 제어부는, 산출된 피로 손상도와 가진 크기에 따라 다음 수학식의 관계식을 도출하게 된다.Then, the control unit derives a relational expression of the following equation according to the calculated fatigue damage and its magnitude.
여기서, D는 피로 손상도를 나타내고, a, b는 가진 크기에 따른 상수값을 나타내며, M은 가진 크기를 나타낸다.
Where D is the degree of fatigue damage, a and b are constant values according to the magnitude of excitation, and M is the magnitude of excitation.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 진동 내구 시험 대상으로 선정된 부품에 대한 취약 부위가 선정되는 단계; (b) 상기 선정된 취약 부위에 대해 가속도 센서와 스트레인 게이지(Strain Gauge)를 통해 사인 진동 시험(Sine Vibration Test)과 및 랜덤 진동 시험(Random Vibration Test)을 수행하는 단계; (c) 상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대하여 3축 방향 시험모드 별로 피로 손상도(Fatigue Damage)를 산출하는 단계; (d) 상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대한 피로 손상도를 분석하여 관계식을 도출하는 단계; (e) 상기 도출된 관계식으로부터 상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대한 목표 시험시간 및 목표 피로 손상도를 선정하는 단계; 및 (f) 상기 목표 피로 손상도에 상응하는 사인 온 랜덤 모드의 시험시간을 도출하여 사인 온 랜덤 진동 시험을 설정하는 단계를 포함하는 사인 온 랜덤 진동 시험 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of testing a vibration durability test apparatus, the method comprising: (a) (b) performing a sine vibration test and a random vibration test on the selected vulnerable portion through an acceleration sensor and a strain gauge; (c) calculating a Fatigue Damage for each of the triaxial test modes for the sine vibration test and the random vibration test; (d) deriving a relational expression by analyzing the fatigue damage degree of the sine vibration test and the random vibration test; (e) selecting a target test time and a target fatigue damage degree for the sinusoidal vibration test and the random vibration test from the derived relation; And (f) setting a sign-on random vibration test by deriving a test time of the sign-on random mode corresponding to the target fatigue damage degree.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대하여, 시간(T)에 대한 피로 손상도와 가진 크기(M)에 대한 피로 손상도를 산출하게 된다.In the step (c), the fatigue damage degree for the time (T) and the size (M) having the fatigue damage for the sine vibration test and the random vibration test are calculated.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 스트레인 게이지를 통해 획득한 스트레스(Stress)와 주기수(Number of Cycles) 간의 S-N 곡선(Curve)과, 상기 가속도 센서를 통해 획득한 가속도(Acceleration)와 주기수(Number of Cycles) 간의 A-N 곡선(Curve)을 이용하여, 시간에 따른 진폭의 크기와, 레벨 크로싱 카운팅(Level Crossing Counting)을 통해 피로 손상도를 산출하게 된다.In the step (c), an SN curve between stress and number of cycles obtained through the strain gauge, an acceleration curve obtained through the acceleration sensor, The degree of fatigue damage is calculated by using the AN curve between the number of cycles and the amplitude of the time and the level crossing counting.
또한, 상기 (d) 단계는, 상기 산출된 피로 손상도와 시험 시간에 따라 다음 수학식의 관계식을 도출하게 된다.In the step (d), a relational expression of the following equation is derived according to the calculated fatigue damage and test time.
여기서, D는 피로 손상도를 나타내고, a, b는 시험 시간에 따른 상수값을 나타내며, T는 시간을 나타낸다.Here, D represents fatigue damage degree, a and b represent constant values according to the test time, and T represents time.
그리고, 상기 (d) 단계는, 상기 산출된 피로 손상도와 가진 크기에 따라 다음 수학식의 관계식을 도출하게 된다.In the step (d), a relational expression of the following equation is derived according to the calculated fatigue damage and its magnitude.
여기서, D는 피로 손상도를 나타내고, a, b는 가진 크기에 따른 상수값을 나타내며, M은 가진 크기를 나타낸다.
Where D is the degree of fatigue damage, a and b are constant values according to the magnitude of excitation, and M is the magnitude of excitation.
본 발명에 의하면, 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험을 개별적으로 진행하여 발생하는 추가적인 시험 시간과 비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the additional test time and cost caused by separately performing the sine vibration test and the random vibration test.
또한, 사인 온 랜덤 진동 시험을 통해 진동 내구 평가에 대해 이론적으로 합당한 시험 규격 통합 방법의 대응이 가능하여 신뢰성을 보장받을 수 있다.In addition, the sign-on random vibration test can be used to ensure reliable reliability of the vibration durability evaluation because it is possible to respond to a reasonable method of integrating the test specifications theoretically.
그리고, 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험이 통합된 사인 온 랜덤 진동 시험을 통해 다양한 엔진 주변 부품에 대한 진동 내구 시험 모드 개발에 활용할 수 있다.
And, it can be used to develop vibration durability test mode for various engine peripheral parts through sine - on random vibration test which integrates sine vibration test and random vibration test.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사인 온 랜덤 진동 시험 장치를 설명하기 위한 블럭 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사인 온 랜덤 진동 시험 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피로 손상도를 산출하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시간과 가진 크기에 따른 피로 손상도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 피로 손상도와 시간 및 가진 크기의 관계식을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가진 크기에 따른 사인 진동 시험 부분과 랜덤 진동 시험 부분을 통합하여 사인 온 랜덤 시험을 설정하는 예를 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a block diagram illustrating a sign-on random vibration testing apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a flowchart illustrating an operation of explaining a sign-on random vibration test method according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a process of calculating fatigue damage according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph illustrating fatigue damage according to time and magnitude according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 5 is a graph illustrating a relationship between fatigue damage, time, and magnitude of vibration according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of setting a sine-on random test by integrating a sine vibration test portion and a random vibration test portion according to the magnitude of excitation according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that it is not intended to be limited to the particular embodiments of the invention but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
본 발명에 따른 사인 온 랜덤 진동 시험 방법 및 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.An embodiment of a method and an apparatus for testing a sign-on random vibration according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and a redundant description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사인 온 랜덤 진동 시험 장치를 설명하기 위한 블럭 구성도를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a sign-on random vibration testing apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사인 온 랜덤 진동 시험 장치(100)는, 대상 선정부(110)와 진동 시험부(120), 손상도 산출부(130), 제어부(140) 및 사인온랜덤 설정부(150)를 포함한다.1, the sign on random
대상 선정부(110)는 차량의 엔진에 대한 주변 부품에 대해 진동 내구 시험 대상으로 선정하고, 진동 내구 시험 대상으로 선정된 부품에 대해 취약 부위를 선정하게 된다.The
여기서, 대상 선정부(110)는 차량의 엔진 주변 부품에 대해 예를 들어, 영상 카메라를 통해 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 진동 내구 시험 대상으로 선정할 수 있고, 선정된 진동 내구 시험 대상 부품에 대한 영상을 세부적으로 분석하여 취약 부위를 선정할 수 있다.Here, the
물론, 대상 선정부(110)를 구성하지 않고, 사용자나 관리자 등이 육안으로 확인하여 특정 규정에 따라 엔진 주변 부품에 대한 진동 내구 시험 대상으로 선정한 후, 해당 부품이 진동 내구 시험 대상임을 데이터로 입력하여 선정할 수 있다.Of course, instead of constituting the
진동 시험부(120)는 진동 내구 시험 대상으로 선정된 부품의 취약 부위에 대해 가속도 센서와 스트레인 게이지(Strain Gauge)를 통해 사인 진동 시험과, 랜덤 진동 시험을 수행한다.The
여기서, 해당 부품에 대한 진동 내구 시험을 위해 사용자 또는 관리자 등이 가속도 센서와 스트레인 게이지를 해당 취약 부위에 장착한 상태에서, 진동 시험부(120)가 가속도 센서와 스트레인 게이지를 통해 사인 진동 시험을 수행하고, 이어 랜덤 진동 시험을 수행한다.Here, in order to perform the vibration durability test for the component, the
손상도 산출부(130)는 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험에 대하여, 3축 방향 시험모드 별로 피로 손상도를 산출한다.The damage
즉, 손상도 산출부(130)는, 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험에 대하여, 시간(T)에 대한 피로 손상도와, 가진 크기(M)에 대한 피로 손상도를 산출하게 된다.That is, the damage
또한, 손상도 산출부(130)는, 스트레인 게이지를 통해 획득한 스트레스(Stress)와 주기수(Number of Cycles) 간의 S-N 곡선(Curve)과, 가속도 센서를 통해 획득한 가속도(Acceleration)와 주기수(Number of Cycles) 간의 A-N 곡선(Curve)을 이용하여, 시간에 따른 진폭의 크기와, 레벨 크로싱 카운팅(Level Crossing Counting)을 통해 피로 손상도를 산출하게 된다.The damage
제어부(140)는 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험에 대한 피로 손상도를 분석하여 관계식을 도출하고, 도출된 관계식으로부터 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험에 대한 목표 시험시간 및 목표 피로 손상도를 선정한다. The
또한, 제어부(140)는, 산출된 피로 손상도와 시험 시간에 따라 다음 수학식1의 관계식을 도출한다.Further, the
여기서, D는 피로 손상도를 나타내고, a, b는 시험 시간에 따른 상수값을 나타내며, T는 시간을 나타낸다.Here, D represents fatigue damage degree, a and b represent constant values according to the test time, and T represents time.
그리고, 제어부(140)는, 산출된 피로 손상도와 가진 크기에 따라 다음 수학식2의 관계식을 도출하게 된다.Then, the
여기서, D는 피로 손상도를 나타내고, a, b는 가진 크기에 따른 상수값을 나타내며, M은 가진 크기를 나타낸다.Where D is the degree of fatigue damage, a and b are constant values according to the magnitude of excitation, and M is the magnitude of excitation.
이때, 시험 시간에 따른 상수값과 가진 크기에 따른 상수값은 다음 표 1과 같이 X축, Y축, Z축에 따라 각각 다르게 얻을 수 있다.In this case, the constants according to the test time and the constants according to the magnitudes with respect to the test time can be obtained differently according to the X-axis, Y-axis, and Z-axis as shown in Table 1 below.
사인온랜덤 설정부(150)는 목표 피로 손상도에 상응하는 사인 온 랜덤 모드의 시험시간을 도출하여 사인 온 랜덤 진동 시험을 설정한다.
The sign-on
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사인 온 랜덤 진동 시험 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.2 is a flowchart illustrating an operation of explaining a sign-on random vibration test method according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 사인 온 랜덤 진동 시험 장치(100)는, 먼저 대상 선정부(110)에 의해 진동 내구 시험 대상으로 선정된 부품에 대한 취약 부위가 선정된다(S210).Referring to FIG. 2, in the sign-on random
즉, 대상 선정부(110)를 통해 차량의 엔진 주변 부품들 중에 진동 내구 시험 대상이 선정되고, 선정된 부품에서 진동 내구 시험이 필요한 취약 부위가 선정된다.That is, the vibration durability test object is selected among the engine peripheral parts of the vehicle through the
이어, 진동 시험부(120)는 선정된 취약 부위에 대해 가속도 센서와 스트레인 게이지(Strain Gauge)를 통해 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험을 수행한다(S220).Next, the
이어, 손상도 산출부(130)는 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험에 대하여 3축 방향 시험모드 별로 피로 손상도(Fatigue Damage)를 산출한다(S230).Next, the damage
즉, 손상도 산출부(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 S-N 곡선(Curve)과 A-N 곡선(Curve)을 이용하여, 시간에 따른 진폭의 크기와, 레벨 크로싱 카운팅(Level Crossing Counting)을 통해 피로 손상도를 산출하게 된다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피로 손상도를 산출하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 손상도 산출부(130)는 스트레인 게이지를 통해 스트레스(Stress)와 주기수(Number of Cycles) 간의 관계를 나타내는 S-N 곡선(Curve)을 획득하고, 가속도 센서를 통해 가속도(Acceleration)와 주기수(Number of Cycles) 간의 관계를 나타내는 A-N 곡선(Curve)을 획득하며, 시간과 진폭 간의 관계를 나타내는 시간 데이터(Time data)로 전환하여 레벨 교차 카운팅을 거쳐 A-N 곡선을 얻은 후 주기수(Number of Cycles)에 따른 가속도의 기울기를 통해 손상도(DP1)를 산출한다.That is, as shown in FIG. 3, the damage
또한, 손상도 산출부(130)는 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험에 대하여, 도 4에 도시된 바와 같이 시간(T)에 대한 피로 손상도와 가진 크기(M)에 대한 피로 손상도를 산출하게 된다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시간과 가진 크기에 따른 피로 손상도를 나타낸 도면이다. 즉, X축, Y축, Z축의 3축 방향에 대해 스트레인 게이지를 통해 얻은 데이터를 시간에 대한 피로 손상도와, 가진 크기에 대한 피로 손상도로 산출하는 것이다.The damage
이어, 제어부(140)는 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험에 대한 피로 손상도를 분석하여 관계식을 도출한다(S240).Next, the
즉, 제어부(140)는 도 3의 S-N 곡선이나 A-N 곡선을 이용하거나, 시간에 대한 피로 손상도, 가진 크기에 대한 피로 손상도를 활용하여, 도 5에 도시된 바와 같이 피로 손상도와 시험 시간에 따른 수학식1의 관계식을 도출하거나, 피로 손상도와 가진 크기에 따른 수학식2의 관계식을 도출하게 된다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 피로 손상도와 시간 및 가진 크기의 관계식을 나타낸 그래프이다. That is, the
이어, 제어부(140)는 도출된 관계식으로부터 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험에 대한 목표 시험시간 및 목표 피로 손상도를 선정한다(S250).Then, the
즉, 제어부(140)는 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험의 결과값을 반영하여, 다음 표 2와 같이 100%, 75%, 50% 등으로 가진 크기를 선정하고, 수학식1의 관계식과 수학식2의 관계식을 통해 사인 진동 시험의 목표 시험시간[Sine(ES)]을 30시간, 랜덤 진동 시험의 목표 시험시간[Random(ES)]을 22시간으로 선정하며, 스트레인과 가속도 시험모드에 따른 목표 피로 손상도를 다음 표 3과 같이 선정하는 것이다.That is, the
여기서, 수학식1 및 수학식2의 관계식에서, a는 Sine(ES) 30시간이고, b는 Random(ES) 22시간이 된다.Here, in the relational expressions (1) and (2), a is Sine (ES) 30 hours and b is Random (ES) 22 hours.
표 3에서, 스트레인 게이지를 통해 X축 방향으로 사인 진동 시험이 8.4 이고, 랜덤 진동 시험이 1.4 인 경우 목표 피로 손상도는 9.8로 선정하고, 가속도 센서를 통해 X축 방향으로 사인 진동 시험이 2.5이고, 랜덤 진동 시험이 0.7인 경우에 목표 피로 손상도는 3.2로 선정하는 것이다. 이와 같은 방식으로 스트레인 게이지를 통한 Y축과 Z축의 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험에 따라 목표 피로 손상도를 각각 선정하고, 가속도 센서를 통한 Y축과 Z축의 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험에 따라 목표 피로 손상도를 각각 선정하게 된다.In Table 3, when the sinusoidal vibration test is 8.4 in the X-axis direction and the random vibration test is 1.4 in the X-axis direction through the strain gauge, the target fatigue damage degree is selected to be 9.8 and the sine vibration test in the X- , And the target fatigue damage degree is 3.2 when the random vibration test is 0.7. In this way, the target fatigue damage degree is selected according to the sine vibration test and the random vibration test on the Y axis and the Z axis through the strain gauge, and the target fatigue damage degree is determined according to the sine vibration test on the Y axis and the Z axis and the random vibration test Fatigue damage degree is selected.
이어, 사인온랜덤 설정부(150)는 목표 피로 손상도에 상응하는 사인 온 랜덤(SOR:Sine On Random) 모드의 시험시간을 도출하여 사인 온 랜덤 진동 시험을 설정한다(S260).Then, the sign-on-
즉, 사인온랜덤 설정부(150)는 다음 표 4와 같이 스트레인과 가속도 시험모드의 가진 크기(M)에 따라 목표 피로 손상도에 상응하는 SOR 모드 시험시간을 도출한다.That is, the sign-on-
표 4에서, 단위는 시간(T)이다.In Table 4, the unit is time (T).
이때, 제어부(140)는 SOR 모드의 가진 크기(M)와 시간(T)에 대한 관계식을 다음 수학식 3과 같이 얻을 수 있다.At this time, the
수학식 3에서, T0는 도출된 SOR 시험시간을 나타내고, M은 변경을 원하는 가진 크기를 나타내며, α는 SOR 시험모드의 상수값을 나타낸다.In Equation (3), T 0 represents the derived SOR test time, M represents the desired magnitude of change, and a represents the constant value of the SOR test mode.
SOR 시험모드의 상수값(α)은 스트레인 시험모드와 가속도 시험모드의 X축, Y축, Z축에 따라 다음 표 5와 같이 산출할 수 있다.The constant value (α) of the SOR test mode can be calculated as shown in Table 5 according to the X-axis, Y-axis and Z-axis of the strain test mode and the acceleration test mode.
즉, 제어부(140)는 도 6에 도시된 바와 같이 가속도 센서를 통해 얻은 가진 크기에 따른 사인 진동 모드의 결과값(SOR 시험모드의 Sine 부분)과, 가진 크기에 따른 랜덤 진동 모드의 결과값(SOR 시험모드의 Random 부분)을 통합하여 SOR 시험모드를 선정하고, 표 3과 같이 스트레인과 가속도의 가진 크기에 따라 X축, Y축, Z축의 시험시간을 통해 사인 온 랜덤 진동 시험을 설정하게 되는 것이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가진 크기에 따른 사인 진동 시험 부분과 랜덤 진동 시험 부분을 통합하여 사인 온 랜덤 시험을 설정하는 예를 나타낸 도면이다. That is, as shown in FIG. 6, the
따라서, 본 발명에 따른 사인 온 랜덤 진동 시험 장치(100)는 사인온랜덤 설정부(150)에 의해 목표 피로 손상도에 상응하는 사인 온 랜덤(SOR:Sine On Random) 모드의 시험시간을 도출하여 사인 온 랜덤 진동 시험을 설정하게 됨에 따라 이후에 엔진의 주변 부품에 대해 스트레인 게이지와 가속도 센서를 통해 X축, Y축, Z축에 대해 표 4와 같은 SOR 모드의 시험시간을 적용하여 내구성 진동시험을 수행할 수 있게 됨에 따라 추가적인 시험 시간과 비용을 절감할 수 있다.Therefore, the sign-on random
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 주행 시에 예상되는 랜덤 진동과, 엔진의 피스톤 폭발에 의한 주기적인 사인 진동을 통합하여 진동 내구 평가를 수행할 수 있도록 하는 사인 온 랜덤 진동 시험 설정 방법 및 장치를 실현할 수 있다.As described above, according to the present invention, a sign-on random vibration test setting method capable of performing vibration durability evaluation by integrating random vibration expected at the time of running of the vehicle and periodic sine vibration caused by piston explosion of the engine, Device can be realized.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents. Only. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
본 발명은 차량의 주행 시에 예상되는 랜덤 진동과, 엔진의 피스톤 폭발에 의한 주기적인 사인 진동을 통합하여 진동 내구 평가를 수행할 수 있도록 하는 사인 온 랜덤 진동 시험 설정 방법 및 장치에 적용할 수 있다.
The present invention can be applied to a method and an apparatus for setting a sign-on random vibration test, which can perform vibration durability evaluation by integrating random vibration expected at the time of running of the vehicle and cyclic sine vibration caused by piston explosion of the engine .
100 : 사인 온 랜덤 진동 시험 장치 110 : 대상 선정부
120 : 진동 시험부 130 : 손상도 산출부
140 : 제어부 150 : 사인온랜덤 설정부100: Sign-on random vibration testing device 110:
120: vibration test section 130: damage degree calculation section
140: control unit 150: sign-on random setting unit
Claims (11)
(b) 상기 선정된 취약 부위에 대해 가속도 센서와 스트레인 게이지(Strain Gauge)를 통해 사인 진동 시험(Sine Vibration Test)과 및 랜덤 진동 시험(Random Vibration Test)을 수행하는 단계;
(c) 상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대하여 3축 방향 시험모드 별로 피로 손상도(Fatigue Damage)를 산출하는 단계;
(d) 상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대한 피로 손상도를 분석하여 관계식을 도출하는 단계;
(e) 상기 도출된 관계식으로부터 상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대한 목표 시험시간 및 목표 피로 손상도를 선정하는 단계; 및
(f) 상기 목표 피로 손상도에 상응하는 사인 온 랜덤 모드의 시험시간을 도출하여 사인 온 랜덤 진동 시험을 설정하는 단계;
를 포함하는 사인 온 랜덤 진동 시험 방법.
(a) selecting a vulnerable site for a selected part of a vibration durability test;
(b) performing a sine vibration test and a random vibration test on the selected vulnerable portion through an acceleration sensor and a strain gauge;
(c) calculating a Fatigue Damage for each of the triaxial test modes for the sine vibration test and the random vibration test;
(d) deriving a relational expression by analyzing the fatigue damage degree of the sine vibration test and the random vibration test;
(e) selecting a target test time and a target fatigue damage degree for the sinusoidal vibration test and the random vibration test from the derived relation; And
(f) setting a sign-on random vibration test by deriving a test time of the sign-on random mode corresponding to the target fatigue damage level;
On random vibration test method.
상기 (c) 단계는, 상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대하여, 시간(T)에 대한 피로 손상도와 가진 크기(M)에 대한 피로 손상도를 산출하는 것을 특징으로 하는 사인 온 랜덤 진동 시험 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (c) includes calculating fatigue damage degrees for the fatigue damage and the magnitude (M) with respect to time (T) for the sine vibration test and the random vibration test Way.
상기 (c) 단계는, 상기 스트레인 게이지를 통해 획득한 스트레스(Stress)와 주기수(Number of Cycles) 간의 S-N 곡선(Curve)과, 상기 가속도 센서를 통해 획득한 가속도(Acceleration)와 주기수(Number of Cycles) 간의 A-N 곡선(Curve)을 이용하여, 시간에 따른 진폭의 크기와, 레벨 크로싱 카운팅(Level Crossing Counting)을 통해 피로 손상도를 산출하는 것을 특징으로 하는 사인 온 랜덤 진동 시험 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (c) comprises: comparing an SN curve between a stress obtained through the strain gage and a number of cycles, an acceleration and a number obtained by the acceleration sensor, of cyclic counting is used to calculate the fatigue damage degree by using the AN curve between the cyclic counts and the cyclic counts.
상기 (d) 단계는, 상기 산출된 피로 손상도와 시험 시간에 따라 다음 수학식의 관계식을 도출하는 것을 특징으로 하는 사인 온 랜덤 진동 시험 방법.
여기서, D는 피로 손상도를 나타내고, a, b는 시험 시간에 따른 상수값을 나타내며, T는 시간을 나타낸다.
The method according to claim 1,
Wherein the step (d) derives a relational expression of the following equation according to the calculated fatigue damage and test time.
Here, D represents fatigue damage degree, a and b represent constant values according to the test time, and T represents time.
상기 (d) 단계는, 상기 산출된 피로 손상도와 가진 크기에 따라 다음 수학식의 관계식을 도출하는 것을 특징으로 하는 사인 온 랜덤 진동 시험 방법.
여기서, D는 피로 손상도를 나타내고, a, b는 가진 크기에 따른 상수값을 나타내며, M은 가진 크기를 나타낸다.
The method according to claim 1,
Wherein the step (d) derives a relational expression of the following equation according to the calculated fatigue damage and its magnitude.
Where D is the degree of fatigue damage, a and b are constant values according to the magnitude of excitation, and M is the magnitude of excitation.
상기 선정된 취약 부위에 대해 가속도 센서와 스트레인 게이지(Strain Gauge)를 통해 사인 진동 시험과 랜덤 진동 시험을 수행하는 진동 시험부;
상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대하여, 3축 방향 시험모드 별로 피로 손상도를 산출하는 손상도 산출부;
상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대한 피로 손상도를 분석하여 관계식을 도출하고, 도출된 관계식으로부터 상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대한 목표 시험시간 및 목표 피로 손상도를 선정하는 제어부; 및
상기 목표 피로 손상도에 상응하는 사인 온 랜덤(SOR) 모드의 시험시간을 도출하여 사인 온 랜덤 진동 시험을 설정하는 사인온랜덤 설정부;
를 포함하는 사인 온 랜덤 진동 시험 장치.
An object to be selected as a vibration durability test object for the peripheral parts of the vehicle engine and to select a vulnerable part for the vibration durability test object;
A vibration testing unit for performing a sine vibration test and a random vibration test on the selected weakened region through an acceleration sensor and a strain gauge;
A damage degree calculating unit for calculating a fatigue damage degree for each of the triaxial direction test modes for the sinusoidal vibration test and the random vibration test;
A controller for analyzing the fatigue damage degree of the sine vibration test and the random vibration test to derive a relational expression and selecting a target test time and a target fatigue damage degree for the sine vibration test and the random vibration test from the derived relational expression; And
A sign-on random setting unit for setting a sign-on random vibration test by deriving a test time of a sign on random (SOR) mode corresponding to the target fatigue damage degree;
On-random vibration test apparatus.
상기 손상도 산출부는, 상기 사인 진동 시험과 상기 랜덤 진동 시험에 대하여, 시간(T)에 대한 피로 손상도와, 가진 크기(M)에 대한 피로 손상도를 산출하는 것을 특징으로 하는 사인 온 랜덤 진동 시험 장치.
The method of claim 6,
Wherein the damage degree calculating unit calculates a fatigue damage degree with respect to time T and a fatigue damage degree with respect to an excitation magnitude M with respect to the sinusoidal vibration test and the random vibration test Device.
상기 손상도 산출부는, 상기 스트레인 게이지를 통해 획득한 스트레스(Stress)와 주기수(Number of Cycles) 간의 S-N 곡선(Curve)과, 상기 가속도 센서를 통해 획득한 가속도(Acceleration)와 주기수(Number of Cycles) 간의 A-N 곡선(Curve)을 이용하여, 시간에 따른 진폭의 크기와, 레벨 크로싱 카운팅(Level Crossing Counting)을 통해 피로 손상도를 산출하는 것을 특징으로 하는 사인 온 랜덤 진동 시험 장치.
The method of claim 6,
The damage degree calculator calculates an SN curve between stress and number of cycles obtained through the strain gauge and an Acceleration and Number of cycles obtained through the acceleration sensor Wherein the fatigue damage degree is calculated through an amplitude of amplitude with time and a level crossing counting by using an AN curve between the measured values and the measured values.
상기 제어부는, 상기 산출된 피로 손상도와 시험 시간에 따라 다음 수학식의 관계식을 도출하는 것을 특징으로 하는 사인 온 랜덤 진동 시험 장치.
여기서, D는 피로 손상도를 나타내고, a, b는 시험 시간에 따른 상수값을 나타내며, T는 시간을 나타낸다.
The method of claim 6,
Wherein the controller derives a relational expression of the following equation according to the calculated fatigue damage and test time.
Here, D represents fatigue damage degree, a and b represent constant values according to the test time, and T represents time.
상기 제어부는, 상기 산출된 피로 손상도와 가진 크기에 따라 다음 수학식의 관계식을 도출하는 것을 특징으로 하는 사인 온 랜덤 진동 시험 장치.
여기서, D는 피로 손상도를 나타내고, a, b는 가진 크기에 따른 상수값을 나타내며, M은 가진 크기를 나타낸다.
The method of claim 6,
Wherein the control unit derives a relational expression of the following equation according to the calculated fatigue damage and its magnitude.
Where D is the degree of fatigue damage, a and b are constant values according to the magnitude of excitation, and M is the magnitude of excitation.
상기 제어부는, 상기 사인 온 랜덤(SOR) 모드의 가진 크기와 시간에 따라 다음 수학식의 관계식을 도출하는 것을 특징으로 하는 사인 온 랜덤 진동 시험 장치.
여기서, T0는 도출된 SOR 시험시간을 나타내고, M은 변경을 원하는 가진 크기를 나타내며, α는 SOR 시험모드의 상수값을 나타낸다.
The method of claim 6,
Wherein the control unit derives a relational expression of the following equation according to the magnitude and duration of the sign-on-random (SOR) mode.
Where T 0 represents the derived SOR test time, M represents the magnitude of the magnitude desired to be changed, and α represents the constant value of the SOR test mode.
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