탄성소재-압전소자 층으로 구성된 2층 적층보에 대한 스펙트럴요소해석

초록

압전소자는 구조물의 진동과 소음의 능동제어로 많은 관심을 받고 있다.† 교신저자, 인하대학교 기계공학과 E-mail : ulee@inha.ac.kr * 인하대학교 대학원 기계공학과 압전 효과를 이용하기 위하여 압전소자는 구조물의 표면에 부착되어 진다. 따라서 구조물은 적층 구조물이 되게 된다. 적층보는 구조의 복잡함과 재질의 상이함으로 인해 동특성 해석이 간단치 않다. 적층보의 복잡한 구조적 특성으로 인하여, 적층보의 동특성을 예측하기 위해서는 매우 정교한 모델과 정확한 해석기법이 요구된다. 그러나, 대부분의 문헌에서는 매우 단순화된 보 모델이나 유한요소모델이 사용되어왔다. 특히 유한요소법에 의한 해는 고주파수 영역에서 정확도가 높지 않은 것으로 널리 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 탄성소재의 기반층과 압전소자층으로 구성되는 적층보에 대한 스펙트럴요소법을 소개하였다. 그리고 탄성소재의 기반층과 압전소자층으로 구성되는 적층보에 모우드 해석법을 적용하였다. 모우드 해석법을 적용하기 위해서 능동감쇠 적층보의 모우드에 대한 직교성을 증명하였다. 스펙트럴요소의 신뢰성을 확인하기 위해 스펙트럴요소법과 유한요소법으로 구한 동특성을 상호 비교하였다.