2019년 12월 27일 금요일

최대진폭 최대변위

최대진폭 최대변위
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최대진폭이라 함은 두 가지 의미를 가지고 있다하나는 주파수가 변동되면서 가장 높은 진폭을 나타내는 경우이고 이 때에 주파수는 공진을 일으키는 고유주파수일 것이고 만약 감쇠가 있을 경우에는 그 조건이 다르게 된다또 하나의 의미의 최대진폭은 금속스프링 등에서 최대변위를 설명할 때 자주 쓰는 표현으로 스프링의 상하권선이 서로 닿게 되면서 스프링이 충격흡수를 하지 못하고 충격하중이 그대로 전달되는 때가 발생하는 현상으로 이 때의 정해진 한계점을 의미한다이 두 가지 의미 중에서 여기서는 가장 높은 진폭을 나타낼 때의 최대진폭을 구하는 방법을 설명해 본다.

최대진폭이 생기는 조건(수학적)


이를 실용에 응용해 볼 때실제에는 약간의 감쇠가 항상 존재하므로 진폭이 최대가 될 때는 고유주파수가 아닌 주파수에서 발생하며 이는 우리가 이상적인 상태에서 측정하거나 해석하는 값과는 약간 다른 값이며 바로 이 것이 감쇠고유주파수를 의미하는 것이다.

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진폭비전달률방진고유주파수공진회피진동전달률탄성지지강지지

2019년 12월 20일 금요일

정하중과 동하중 (진동은 왜 동하중인가?)

정하중과 동하중 (진동은 왜 동하중인가?)
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과거의 대형 구조물의 설계는 예상되는 최대하중(정하중)에 여유하중을 2배이상 더하고 최대변위가 정해지도록 강성(Stiffness)을 설계하였다예를 들면 당시 가상으로 한강다리에 이동하중으로는 가장 무거운 탱크가 모두 배치되어 있는 상태에 여유하중의 3배를 더 두어 지지 트러스 및 구조를 설계하는 방식을 말한다이는 매우 튼튼하지만 피로파괴(Fatigue failure)까지는 계산하지 않았다즉 탱크보다 훨씬 가벼운 자동차가 수 억만번 이상 지나다니고 난 것 같은 동하중을 설계하지 못했다그래서 성수대교도 무너질 수 있었다.

Static & Dynamic
(Static)과 동(Dynamic)의 차이는 시간의 흐름에 따라 값이 변화하는 가?의 의미를 말한다하중이건강성이거나 해석이거나 모든 물성치가 시간에 따라 변할 수 있다는 것을 전제로 하는데 시간에 따라서 하중을 받을 때 크고 작게 느껴진다면 이것은 동적인 하중이라고 할 수 있다평형을 상태만을 해석하는 것이 아니라 운동방정식(시간의 함수가 포함된)으로 평형을 해석해야 한다는 것을 말한다이것을 동역학이라고 하는데 진동은 동역학의 제일 뒷부분에 존재하며 그 최종 분야에 속한다.

정하중과 동하중으로 인한 변위의 차이

정적인 변위  는 힘을 강성으로 나누어 주었을 때의 결과이다. K는 고유한 강성값으로 설계구조와 재질을 통해 이미 정해져 있는 동강성이고 으로 대체할 수 있다반면에 은 w의 각주파수로 m이 움직일 때 정해지는 강성(정강성)이다결국 이 두 값의 차이와 하중의 비로 인해 동적변위가 결정된다이 두 값이 서로 유사할수록 공진으로 큰 변위(X)가 발생하는 것이므로 이러한 동하중 설계는 피로파괴에 필수적인 요소가 된다따라서 잘 살펴보면 정하중과 동하중이라는 말은 의미를 위한 설명을 위해 만든 말이고 동적인 최대변위 를 발생시키는 그 때 (반복운동을 할 때)의 운동을 동하중(Dynamic force)라고 그리고 진동(vibration)이라고 할 수 있다.

--->수식이 많아서 윗글에는 공란이 있을 것입니다. 이미지로 다시 올립니다. 아래를 참고해주십시오.

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동하중성수대교정하중피로파괴진동

무선 진동3축센서 EI Wiser 3X

무선 진동3축센서 EI Wiser 3X,

케이블불편하다 무선으로 진동을 측정할 수 없을까?”

진동을 측정할 때, 3축 진동센서가 편리하고 빠르다는 것은 모두 잘 이해하고 있을 것이다그런데 또 다른 편리성이 있다면예를 들어 무선으로 측정한다면…, 그리고 핸드폰으로 볼 수 있다면…, 발란싱도 무선으로 가능할까?..., 실시간으로 측정은?...밧데리는 얼마나 측정할 수 있을까?..., 그래도 아마 내가 사용하는 계측기에 연결할 수는 없을 꺼야!… 이런 문제들은 모두 해결할 수 있다.

추천사유
다양한 활용의 무선 진동3축센서

-3축 진동가속도센서 무선 Wireless
-모든 장치와 연결하여 데이타 취득가능
-48,000 Hz Sampling rate
-8Hr연속사용 Rechargeable
-클라우드에 데이타 저장호환
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진동분석기로 핸드폰을 사용한다수신기(receiver)도 필요 없다.  그리고 다른 모든 계측기와도 연결할 수 있어서 여러분이 보유한 소프트웨어로 분석하면 된다심지어 동적발란싱(multi plane, dynamic)도 핸드폰에서 실제로 빠르게 수행할 수 있다.


다음의 용도로 사용
-      케이블 불필요한(격리위험실험무선 방식 진동데이타 취득용진단/분석용발란싱.
-      설비진단자격보유자전문센터보유사 진동분석가설비관리 2년이상 준전문가 이상급 활용온라인모니터링시스템의 이상진단용예측진단팀정비팀설비보전팀공무팀생산지원팀시설팀설비진단엔지니어링컨설팅사

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2019년 12월 13일 금요일

단진자와 현의 고유진동수 (시계추와 기타줄의 고유진동주파수 산출방법)

단진자와 현의 고유진동수 (시계추와 기타줄의 고유진동주파수 산출방법)
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시계추는 똑 같은 시간 동안에 다시 돌아올 수 있어야 시간을 측정하는데 사용할 수 있다또한 기타줄은 선의 종류마다 당기는 힘에 따라서 소리가 다르게 울린다여기에도 고유진동주파수가 있다.  이전에 언급했듯이 고유한 상태는 자유로운 상태이다처음에 힘을 한 번 주고 나면 이 후에도 똑 같은 거동으로 반복운동을 하게 되는 바로 그 고유한 초당 반복수가 고유주파수이다계속 힘을 주지 않으면 진동이 줄고 있는 것은 damping(감쇠)에 의한 이유이지만 어쨌든 진동은 똑같이 반복하여 정지하게 된다
 

시계추와 기타줄의 고유주파수
단진자는 질량을 가진 추가 선으로 중력을 받고 있을 때 좌우로 초기 힘을 주고 난 후 반복하게 된다선의 길이(L)가 짧으면 빨리 반복하고 선이 길면 느리게 반복한다여기에서 물리적인 경험에서 약간 느끼기 어려운 점이 있다면 질량과는 관련이 없다는 점이다단지 선의 길이와 관련이 있을 뿐이다어른이나 어린이나 그네에 앉으면 높이 올라가든 낮게 올라가든 시간당 왕복하는 횟수는 거의 같다는 것을 알 수 있을 것이다.
 
현의 고유진동수는 기타줄이나 바이올린톱연주피아노 등에서 그 예를 들 수 있다즉 기타줄의 종류는 재질과 당기는 힘을 나타내는 장력(F)과 선밀도(µ, kg/m)가 있으며 가장 중요한 고유진동과 그에 따른 고유음(sound)에 관련 있는 요소는 선의 길이(L, 고정된 끝과 끝)이다선을 세게 당길수록 길이가 짧을수록 얇고 가는 선일수록 고주파 진동을 내는 높은 소리를 들어 볼 수 있다.

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고유주파수단진자시계추동하중기타줄


스마트팩토리 교육시스템 ( Amatrol )

스마트팩토리 교육시스템 ( Amatrol )
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스마트팩토리가 현재 그리고 미래의 기본적인 제조플랫폼으로 자리매김할 것이라는 것은 당연한 예측입니다그런데 막상 막대한 투자로 공장을 갖추어 놓아도 운영 기술진은 전문성이 완벽하지는 못하므로 팩토리시스템을 100% 활용하지는 못하는 실정입니다따라서 생산재고와 관련된 센서분석보안네트워크유지관리 등에 종합적인 연동 관리자가 필요하다면 바로 참고할 사항이 바로 이 것입니다.


스마트팩토리 교육시스템이란?
Amatrol의 스마트 팩토리 교육시스템을 통해 실제 스마트 팩토리(생산유지보수재고물류)를 미리 경험해 보고 현장 장비 운영에 대한 자신감을 가질 수 있도록 사용자가 직접 느끼고 손에 익힐 수 있는 산업용 등급 수준의 교육 훈련 장비와 다양한 교육 커리큘럼을 포함한다.

More information?

TEL: 02-6480-9991   mail: sales@astint.co.kr,  Copyright. 에이에스티(AST) www.astint.co.kr

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다음의 용도로 사용
-      스마트팩토리 적용을 위한 직업 교육기관인재양성기관
-      대기업 교육기관
-      생산 및 유지보수관리자(건축기계설비정유 중화학공장제지전력가스에너지시멘트공작기계식품제조전자생산조립생산자동차조선 관련 사업체)를 위한 재교육기관

TEL: 02-6480-9991   mail: sales@astint.co.kr     Copyright. 에이에스티(AST) www.astint.co.kr

2019년 11월 30일 토요일

빅시그널과 빅데이터 그리고 인공지능

빅시그널과 빅데이터 그리고 인공지능
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최근 산업동향설비진단 및 예지보전 분야에서도 주인공이 되고 있는 인공지능(AI)은 많은 데이터와 그 학습의 결과를 기반으로 하고 있다정답과 오답을 구분하는 정도가 아닌 정답/오답이 없이 스스로 결과를 예측하는 학습인 딥러닝(Deep learning)기법도 폭발적으로 연구되고 있다그런데 신호(signal)를 데이터로 분리해 내는 과정에서 너무나도 많은 이들이 신호자체를 마치 데이터인량 착각하고 있다다음은 인공지능으로 파악할 수 있는 현실적 수준의 신호 또는 데이터를 각 단계에서 구분하여 자칫 혼동하기 쉬운 본인의 전문분야를 명확히 하는데 도움이 되고자 정리된 자료이다.


Big signal & big data & AI & Robot
우선 빅시그널이라는 말은 여기서 처음 사용하며 정의되지 않았으나 빅데이타를 포함한 위의 네 가지 단어를 예로 표현하여 이해해보도록 다음의 실사례로 구분하였다.

1.     로봇에 센서를 장착하여 구조를 이동이나 정지작업을 수행한다.
2.     센서는 아날로그 신호를 측정하고 전문가 특성화 알고리즘이 장착된 DAQ를 통해서 디지털데이타로 거듭난다.
3.     여기서 DAQ는 적절한 샘플링을 통해서 신호를 디지탈화한다이 때 각종 특성화 파라미터를 추출할 알고리즘을 초당 데이터로 만든다.
4.     나노~초당 데이터~는 한 화면에 연산이 가능한 블록사이즈와 평균화를 통해서 보통의 waveform을 만든다.
5.     Waveform에서 초~수초~수시간이상의 자료를 다시 평균화하는데 이 것이 Trend이며 예측수준의 그래프가 된다이 것을 빅데이타로 보고 그 이전은 빅시그널로 보는 것이 옳다.
6.     인공지능은 센서에서 들어오는 실시간 신호를 직접 데이터화하여 분석할 능력이 없으므로 위의 5번 단계에서 데이터를 만들어 놓고 학습해야 한다.
7.     즉 인공지능은 다음의 두 가지에서 활약할 수 있는데 위의 5번단계에서의 빅데이타의 추이를 통한 고장예측 3번 단계에서 빅시그널에서 이상패턴을 분류화하는 특성화 알고리즘을 찾는 것이다.
8.     그리고 이 AI가 장착된 시스템을 로봇에 탑재할 수 있다.

정리하면 실시간 데이터를 통해서 많은 결과를 유추해 낼 수 있으려면 다음의 전제조건을 갖추어야 한다.

첫째수많은 시그널(Raw date) 중에서 빅데이터로 패턴을 정리하는 능력이 가능해야 한다.
둘째빅데이터(Trend, Scattering)를 통해서 고장시점을 분류해 내는 능력이 있어야 한다.

주제에서 약간 벗어난 이야기이지만그 다음에 이루어지는 것이 인공지능의 판단에 대한 권리 부여이다이제까지 좋은 결과나 최종적인 판단을 위한 결정적 조치는 수행할 수 있으나 과연 최종판단도 인공지능에 맡겨야 할지는 모든 사람들이 생각하고 있어야 할 것이다왜냐하면 그 때는 사람이 필요 없기 때문이다.

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2019년 11월 23일 토요일

방진고무와 동적배율 (동적배율의 의미)

방진고무와 동적배율 (동적배율의 의미)
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지반에 기계를 지지하는 방법으로는 보통 콘크리트로 타설된 기초(foundation)에 직결하는 방식인 강지지(rigid support)방식과 기초 또는 가대(frame)과 기계의 사이에 금속스프링고무공기 등을 이용하여 전달되는 진동을 차단하는 방식인 탄성지지 또는 유연지지(Elastic flexible)이 있다그 중에서 탄성지지방식에 사용되는 방진고무는 형상의 선택이 자유롭고 각 방향(회전)의 스프링 정수를 광범위하게 선택할 수 있을 뿐만 아니라 고무자체의 내부마찰에 의한 저항을 얻을 수도 있어서 진동의 차진에 양호하다그런데 고무의 동특성을 동적배율로 표현할 수 있는데 이에 대해 설명해 본다.

동적배율과 방진고무
방진고무는 정하중에 따른 수축량으로 10~15%이내가 적당한 것으로 알려져 있다물론 사용온도도 50℃이하로 사용해야 하는 물성이 대부분이며 고유진동수가 강제진동수의 1/3이하인 것을 선택해야 하는 등 약간의 사용제한이 있다.

동적배율이란 동적강성에 대한 정적강성의 비율로서 다음과 같이 정의된다.



금속스프링은 1, 천연고무는 1.2, 합성고무는 1.4~1.8정도를 나타낸다정의를 구성하는 정적강성은 정적인 힘 즉시간에 따라 변화를 가지지 않는 힘과 운동에 대한 원래의 상태를 유지하는 성질인 반면동적강성은 동적인 힘(시간에 따라 변화하는)즉 진동의 요소인 고유한 주파수를 형성하는 원래의 상태를 유지하는 성질을 의미한다이 두 가지 가치의 비율이라 하므로 마치 진동하면 진동하지 않을 때의 강성에 비해 어떠하냐는 의미로 이해 할 수 있다다시 정리해보면 진동할 때 합성고무는 천연고무나 금속스프링보다 더 뻣뻣하다는 것이다반대로 금속스프링은 진동하면 가장 잘 늘어날 수 있다는 뜻이다.

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방진고무동적배율탄성지지고무스프링금속스프링고유주파수차진재료

적용사례- 진동을 동영상으로-DragonVision-EI

적용사례진동을 동영상으로-DragonVision-EI
진동이 발생하고 있는 기계구조건물 등을 진동 동영상으로 볼 수 있습니다. 간단한 동영상 촬영만으로도 진동을 볼 수 있습니다측정기술 전문기업 AST에서 사용하는 DragonVision기술로 진동을 카메라로 촬영하여 저장하고 화면에 보이는 진동을 분석하고 문제점을 찾을 수 있습니다.


Dragon Vision은 무엇인가?
인간은 관찰력은 뛰어나지만 눈과 손은 실제로 기계보다 둔감할 경우가 많다진동현상도 정지된 것처럼 보이지만 실제로 아주 빠르게 움직이고 있습니다이 것을 이용한 것이 바로 Dragon Vision™ 입니다

기계 및 구조적 진동 (또는 적어도 상당 부분)이 놀라운 해상도의 비디오 녹화에서 감지되는 것처럼 보일 수 있습니다. EI사의 고유 한 비디오 분석 알고리즘을 통해 미세한 움직임을 감지하고 이러한 움직임을 하나의 비디오에서 수천 개의 신뢰할 수 있는 진동 신호 로 변환 할  있습니다.

60 년 이상 전 세계적으로 고도 정찰 임무를 수행해 온 상징적 인 U-2 Dragonlady Spy 비행기에서 영감을 얻은 DragonVision ™을 통해 많은 사람들이 할 수 없는 것을 파악하고 필요한 조치를 취해 장비 및 시설에 대한 위협을 제거 할 수 있습니다.

다음의 용도로 사용
-      진동원 거동 및 분석 (자동차정유 중화학공장제지전력가스에너지시멘트공작기계식품제조전자생산조립생산자동차조선 관련 사업체로봇반도체)
-      진동진단설비진단 (Motor, Turbine, Pump, Compressor, Roll, Bearing, Fan, Blower, Generator, Paper, Petrochemical, Machine tool, Ship, Cement, Tire , Robot, Automobile, 건설현장학교연구소)

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2019년 11월 16일 토요일

자려진동 (수학으로 판단하기 곤란한 진동)

자려진동 (수학으로 판단하기 곤란한 진동)
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진동의 4요소(강성질량감쇠중에서 원천적인 원인인 가진력()은 임의적(기계적전기적)일 수도 또는 자연적일 수도 있기 때문에 대체로 조화가진력(harmonic)과 일시적이고 과도적인(Transient) 것 이렇게 두 가지로 구분한다그런데 뚜렷한 가진력이 없이 진동이 발생하여 유지되는 경우가 자연현상에서 큰 문제가 되기도 하는데 이럴 때 원인으로 자주 거론되는 용어로 자려진동이라는 것이 있다이 자려진동도 가진력이므로 대상의 고유주파수와 일치하면 엄청난 진동(공진)으로 기인한 파괴를 유발할 수 있다.

자려진동(Self-excited vibration)
위에서 언급했듯이 일반적인 진동은 외부로부터 가진 원인이 있어서 진동하게 되지만 때때로 외부의 직접적인 가진이 없어도또는 가진 원인이 불분명한 상태에서 스스로 발생하여 지속되는 진동을 확인할 수 있다자세히 살펴보면 주로 유체와 고체의 상호마찰에 의해 발생한다는 것을 알게 되는데 예를 들어 브레이크 스킬소음마찰기인 진동기어 화인진동(기어의 물림률변화), 그네운동전선의 galloping , 고속전철의 팬터그래프와 가선의 이선현상바이올린비행기의 운행 중 날개의 상하진동인 유체기인 Flutter, 무게 중심변화에 의한 그네의 운동유체기계 또는 파이프 내의 불규칙적인 유체(액체기체)의 요동으로 유체에 의해 발생하는 대부분의 진동 등이 진동소음의 대표적인 예이다.
이와 같은 현상은 수학적해석이 용이한 선형(linear)이 아닌 비선형(Non-linear)에 속하는 것으로 원인은 대부분 마찰과 유체운동에 기인한 강성과 감쇠때로는 질량의 변화가 되어 발생한다일반적인 강제진동상태에서는 선형적으로 분석을 한다고 가정하면진동은 관성력’, ‘감쇠력’, ‘탄성력의 함수인 운동방정식으로 표현되는데이 세 가지의 힘 중에서 어느 한 개라도 시간의 함수가 포함이 되거나 (매개변수 가진진동;  parametric),  또는 감쇠력이 음의 함수(운동할수록 외부의 에너지를 흡입하는)인 경우이다이 용어는 기계적인 회전진동원의 지속적인 제공에 의한 조화진동인 회전기계 원심가진력과 실험 또는 충격이나 일시적인 진동소음의 제공 원인인 과도진동충격진동’ 등에 대응하는 용어로서 제3의 진동소음원인이라고 할 수 있으며 조화과도충격진동에 비해 해석이 용이하지 않을 뿐만 아니라 . ‘스스로 발생한다하여 자려진동이라 하므로 대책도 매우 난해하여 관련 엔지니어링의 가장 당면한 어려운 숙제라고 할 수 있다

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공진, Resonance, 가진력자려진동, Self excited vibration

진동 소음 측정 계측기술컨설팅 한국CBM

진동 소음 측정 계측기술컨설팅 한국CBM
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계측할 수 없으면 개선할 수 없다!’ 이 것은 측정의 목적과 측정이 기술의 중요성을 알려주는 기술컨설팅 전문사 한국CBM의 방향입니다진동과 소음 기타 그 밖의 대상의 상태를 의미하는 물리적인 특성들(온도응력변위 등)의 측정에 관한 기술적인 문제로 고민이십니까직접 측정하기는 어렵고 선택하기도 쉽지 않습니다이제 피할 수 없는 것감시시스템(모니터링시스템및 진동소음 등 측정진단장비 선택교육과 예측진단/진동 분석체계요구소음대책 등 다양한 곳에서 우리에게는 반드시 해결해야 하는 문제입니다.




한국CBM의 (Technical Service)는 아래와 같은 기술 커리큘럼을 가지고 있습니다.

1.     진동진단 기술지원진동측정기술지원소음진단 기술 지원 및 측정특수측정(수송기계진동동영상음향카메라원격측정 등)
2.     각종 상태물성 측정법개발신호처리 및 Featuring 파라미터 추출지원
3.     기계 진동진단 관리대행 (연간계약-정기측정-정기보고서)
4.     대책설계 지원 (진동대책소음대책), 최적 구매 정보 지원.
5.     Trouble Shooting 진단 지원(원인해석)
6.     진단부서의 조직 및 결과지표 셋업.
7.     전체 생산설비의 평가(Assessment), 설비 진동관리 및 평가기준 등의 셋업.
8.     PDM측정기술 및 측정주기 셋업, CBM모니터링시스템 최적설계 기술지원.
9.     공동기술개발연구 및 설계.
10.   고성능 장비대여
11.   Guarantee형 Total 진단(측정-진단-대책-시공-개런티측정약속된 진동수준 미달시 미청구)

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