본 기술은 기어 백래시와 같은 간극형 비선형성의 불연속 구간을 n차 다항식 함수로 매끄럽게 연결하는 새로운 평활함수 모델을 정의하고, 핵심 계수인 평활함수 계수(ε2)를 범위별로 검증한 뒤 하모닉 균형법(HBM) 기반 시뮬레이션으로 기어 충격 응답에 미치는 영향을 조사하는 실차 드라이브라인 해석 방법입니다.
기어 백래시에서 비롯되는 접촉·비접촉 불연속 거동은 비선형 회전체 시스템을 시뮬레이션할 때 수렴성 문제를 자주 일으켰습니다. 이를 완화하기 위한 평활함수가 쓰여 왔지만 그 기능과 오차 특성이 구체적으로 밝혀지지 않았고, 여러 비선형 조건에서는 결과를 예측하기 어렵다는 한계가 존재했습니다.
본 기술은 다항식이 기어 메쉬 강성(2.7×10^8 N/m)의 접선 기울기와 접하도록 하고 차수를 짝수로 제한하여 실제로는 생길 수 없는 음의 메쉬 힘을 배제하며, 무부하 기어 쌍 하나에 초점을 맞춘 단순화 가정으로 슈퍼 하모닉 성분을 포함한 진동 충격을 해석합니다. 평활함수 계수가 커지면 수렴 문제는 사라지지만 일정 값을 넘거나 비충격 주파수대에 설정되면 오차가 커진다는 설정 기준도 제시합니다. 자동차 드라이브라인 해석 소프트웨어와 기어 소음 예측용 수치해석 모듈에 적용될 수 있어 수렴 실패 없이 오차가 작은 비선형 주파수 응답 결과를 빠르게 얻을 수 있습니다.
본 발명은 교육부의 Gear ratttle 및 whine noise 해결을 위한 차량 시스템 드라이브라인 해석 및 계측 실험 개발에 관한 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
WO2018-143513A1
