Siemens와 함께한 차체 진동 측정

더 넓게 보고 · 더 깊이 이해하십시오.

차체의 움직임을 확인한다는 것은 진동 측정 데이터를 이를 발생시킨 표면과 연결하는 것을 의미합니다. 벨기에 루벤에서 Siemens와 함께 진행한 측정 캠페인에서 Ommatidia는 이동식 광학 측정 장비를 활용하여 현대자동차 차량을 7개 시점에서 캡처하고, 이를 하나의 공통 기하학적 모델로 통합했습니다. 전체 7개 시점 데이터세트에는 7,739개의 표면 측정 포인트가 포함되어 있습니다.

표시된 모델의 데이터 수집에는 하루 남짓 소요되었습니다.

생성된 시각화 결과는 국부 표면 응답을 전체 차량 지오메트리와 연결하여, 엔지니어가 분석 중인 진동 패턴을 공간적 관점에서 파악할 수 있도록 지원합니다.

차량이 있는 현장으로 측정 장비 이동

당사 팀은 장비를 직접 지참하여 이동한 후, 2대의 Q2 스캐닝 레이저 도플러 진동계와 SpeedSync 레퍼런스를 사용하여 테스트 현장에서 측정을 수행했습니다. 이러한 접근 방식은 차량을 전용 측정 시설로 이동시킬 필요 없이, 차량이 있는 곳으로 직접 광학 진동 측정 기술을 가져갈 수 있게 해줍니다.

프로토타입 테스트의 출발점은 엔지니어링 측면의 질문입니다. 어떤 패널이 중요한지, 어떤 주파수 대역을 조사해야 하는지, 구조물 주변에서 어떤 접근 경로를 확보할 수 있는지가 관건입니다. 이러한 결정 요소를 바탕으로 필요한 시야각 위치와 측정 범위가 결정됩니다.

기준 구(Reference Spheres)를 활용한 7개 시점 연결

단일 시점으로는 차량의 모든 표면을 관측할 수 없습니다. 따라서 서로 다른 위치에서 수행된 측정 데이터를 통합하려면 공통된 기하학적 기준이 필요합니다.

기준 구(Reference sphere)는 개별 뷰를 정렬하고 스티칭(병합)하기 위한 공통 기하 마커 역할을 수행했습니다. 이를 통해 7개의 시점을 단일 좌표계로 통합하여 국부 측정 데이터를 차량 지오메트리에 연결하고, 캡처된 전체 표면에서 공간 응답을 훨씬 수월하게 검사할 수 있게 되었습니다.

7개의 측정 뷰는 양측 전면 및 후면 도어, 리어 윈도우, 윈드실드 및 루프를 포괄합니다.

측정된 지오메트리를 활용한 관측 각도 보정

측정된 지오메트리는 각 지점에서 표면에 수직인 방향을 나타내는 국부 표면 법선(surface normal)을 제공합니다. 이 법선 벡터를 사용하면 레이저 시선(line of sight)과 표면 법선 운동 사이의 투영 오차를 보정할 수 있습니다. 본 데이터세트의 경우, 표면에 수직인 운동을 가정하고 시선 응답을 입사각의 코사인으로 나눈 후 표면 법선 방향으로 분해했습니다. 이를 통해 보정된 응답이 차량 공통 좌표계에 정확히 배치됩니다.

3축 속도 맵이 필요한 애플리케이션의 경우, 대응점, 일관된 위상 기준 및 적절한 관측 기하 구조를 갖추어 최소 3개의 독립된 관측 방향에서 동일 표면 영역의 측정을 결합할 수 있습니다. 이 기능을 통해 3성분 속도 재구성까지 워크플로를 확장할 수 있습니다. 여기에 표시된 차량 애니메이션은 표면 법선 워크플로를 사용합니다.

내보내기 시 지오메트리와 진동 데이터 연계 유지

전체 데이터세트는 범용 파일 형식(UFF, Universal File Format)으로 내보내기되며, 측정된 포인트 지오메트리와 해당 진동 응답이 독립된 단일 파일에 연결됩니다. Simcenter Testlab으로 직접 가져올 수 있도록 구성된 이 내보내기 파일은 각 표면 포인트, 해당 응답 및 공통 기준 간의 연결 관계를 그대로 유지합니다. 측정 포인트 지오메트리가 응답 데이터와 함께 전달되므로, 별도의 파트 모델을 가져오거나 해당 지오메트리에 대해 포인트와 응답을 수동으로 연결할 필요가 없습니다. 정보를 일체화하여 유지함으로써 모달 해석 전 데이터 준비 시간을 절감하고 엔지니어가 구조 응답 분석에 집중할 수 있도록 돕습니다.

예비 응답 시각화 확인

영상은 측정 셋업 구성부터 시작하여 98.6 Hz 및 176.9 Hz에서의 두 가지 예비 응답 시각화로 이어집니다.

이러한 주파수에서 애니메이션은 캡처된 차량 표면 전반에 걸쳐 서로 다른 공간 패턴을 보여줍니다. 지오메트리 상에서 이러한 패턴을 확인함으로써 엔지니어는 어떤 영역이 함께 움직이는지, 패널 전반 또는 영역 간에 응답이 어떻게 변화하는지 검토할 수 있습니다.

재생 기능을 통해 공간적 움직임을 쉽게 검사할 수 있습니다. 재생 속도와 변형량은 교정된 물리적 시간이나 변위가 아닌 이해를 돕기 위한 예시입니다.

공간 응답과 스펙트럼의 연결

아래에 선택된 광학 채널 응답은 진동 데이터를 기록된 여자 구동 전압과 연결합니다. H1 크기는 (mm/s)/V 단위로 표현되어 공간 시각화와 함께 주파수 응답 맥락을 제공합니다.

모델링에서 다음 프로토타입 테스트로의 확장

자동차 NVH(소음·진동·불쾌감) 분야에서 공간 응답 맵은 다음 엔지니어링 과제를 수립하는 데 도움이 됩니다. 즉, 어느 영역을 더 정밀하게 조사해야 하는지, 어떤 주파수 대역에 주목해야 하는지, 그리고 다음에 어떤 기준 측정이나 해석이 필요한지를 도출할 수 있습니다.

동일한 계획 방식을 적용하여 다른 프로토타입 및 구조물에 대한 광학 진동 측정 범위를 설정할 수 있습니다. 엔지니어링 팀에 필요한 목표, 연구 과제 및 결과물 정의부터 시작하여 광학 측정 범위와 해석 방식을 함께 수립하십시오.

기술 애플리케이션 노트 다운로드

애플리케이션 노트에서 측정 셋업, 다중 뷰 스티칭, 응답 시각화 및 내보내기 워크플로에 대해 자세히 알아보십시오. 다운로드 양식을 작성하시면 자료를 받아보실 수 있습니다.

프로토타입 측정 문의

진동 특성 파악이 필요한 차량 프로토타입, 패널 또는 구조물이 있으십니까? 측정하고자 하는 부품 또는 차량 정보, 관심 주파수 대역, 해결하고자 하는 과제를 기재하여 sales@ommatidia.tech로 문의해 주십시오. 테스트를 위한 측정 범위, 현장 접근 여건 및 결과물에 대해 상담해 드립니다.