VISOPE-진동소음음향방출분석-진단모니터링-한국CBM: 1월 2019

2019년 1월 26일 토요일

교량과 진동1

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진동에 관한 기초수업을 들었더라면 그 피해에 관련된 사고의 예로 ‘Tacoma bridge’의 붕괴동영상을 본 적이 있을 것이다. 어쩌면 가장 큰 사고의 예로 꼽을 수 있고 피로파괴가 진동이 차지하는 비중이 크므로 숨기고 싶지만 성수대교 붕괴도 비슷한 예라고 할 수 있겠다. 교량은 거대한 구조물로서 분명히 고유주파수를 가지고 있으며 따라서 분명히 붕괴될 수 있다. 공진을 일으키는 가진원만 제대로 주어진다면 …

교량과 진동에 관련한 시작

일반적인 교량의 고유진동주파수는 1~3Hz내외로서 이 특성은 교량의 전체길이, 형태(사장교, 현수교, 일반교량), 교각의 길이, 상판의 단면이나 재질 등에 따라 다르지만 타코마 다리처럼 그 특성을 건드리면 큰 반응(공진)을 나타낸다. 피해는 girder(주지지보)의 탈락, pier(교각)의 파괴, 기초의 침하를 말한다.

우선, 대량교량은 과거의 설계처럼 지상에서 가장 무거운 이동물체인 탱크를 상판에 두어 지탱하는 구조를 설계하는 등 더 이상 정하중(최고하중에 안전율을 고려한)만을 지지한 형태로 설계하지 않는다. 즉, 동하중을 감안하여 설계하는데 이 동하중은 풍(0.5~2Hz), 지진(0.5~2hz), 차량(~5Hz)을 대표적으로 들 수 있다. 아시다시피 타코마 다리나 2015년대의 이순신대교의 횡 및 비틀림 요동은 모두 풍하중(wind)과 관련이 있으며 성수대교는 차량과 관련이 있다고 하겠으며 일본 동경의 교량침하현상은 지진과 관련이 있다.

먼저 풍하중에 의한 진동을 조금 더 살펴보면 비틀림(torsional), vortex shedding, buffeting, galloping, flutter의 형태를 띤다. 문제는 반복이고 또한 공진인데 교량의 고유주파수와 아주 근처에 인접할 수 있고 광대역의 가진원의 역할을 할 수 있겠다. 따라서 교량설계를 보완해야 하는데 예를 들어 강하게 설계하거나 피해서 설계하는 두 가지 방법이 있을 수 있다. 대체로 풍하중을 유선형 단면설계나 기계적 면진(TMD, Tuned Mass Damping), 또는 납이나 고무를 통한 감쇠(Damping)로 인한 대책을 세울 수 있다.

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키워드	교량, 타코마 다리, 진동, TMD, 면진, 내진

계측기 기술검토 리뷰-사용자 관점 일반보급형 휴대용 음향카메라 (소음원 추적 분석용) CAE ‘SOUND CAM’

계측기 기술검토 리뷰-사용자 관점

일반보급형 휴대용 음향카메라 (소음원 추적 분석용)

CAE ‘SOUND CAM’

기술검토	나쁨	별로..	쓸만함	권장수준	자랑할 정도
다양한 기능			y
출력과 성능				y
동종 가격대					y
사용이 쉽다				y
외관 및 편리				y

Key word

-아주 경제적인 가격으로 소음원/소리의 원인을 추적하거나 모니터링 할 수 있다.

-정확하고 빠르게 감시하며 실시간 확인, 동영상 저장 할 수 있다.

-휴대형으로 가볍고 사용이 편리하다.

-열화상 기술을 추가로 장착하면 어떨까?

소리_소음_음향카메라-

Model: ‘SOUND CAM’-CAE

음원 추적용, 소음진단용, 교육용

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2019년 1월 19일 토요일

Impact test(가진방법)

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강하게 저음을 발생시켜서 방사시킬 때 비교적 두껍지 않은 벽은 흔들릴 수 있다. 이를 음향가진이라고 하는데 고유주파수를 확인하거나 절대크기가 필요 없는 모드(Mode)만을 확인할 수는 있다. 또 다른 가진방법으로 전자기, 유체, 공기, 자유낙하, 총, 그리고 Hammer(force sensor)에 의한 ‘Impact test’가 있다.

충격가진방법(Impact test)

모달테스트, 계의 동특성(고유주파수, 고유모드, 감쇠비)을 알아내기 위해서 수행하는 시험 중에 ‘정현파’ 가진과 더불어 가장 많이 사용하는 방법으로 ‘임펄스’가진이라고도 하는 충격가진이 있다. 짧은 충격을 계에 가하면 계에 잠재해 있는 성질을 건드리게 되는데 이때 힘을 받아서 움직이는 비로소 본색을 나타내는 고유주파수와 그에 따른 고유모드 그리고 감쇠의 정도(성질)을 알아낼 수 있다.

충격신호는 시간으로는 짧은 임펄스로, 스펙트럼으로는 광대역의 신호로 표현되는데 가진(Excitation)되었을 경우, 해당 주파수 내에 있는 성질이 튀어나오게 되는 원리이다. 이때 유용한 주파수 범위는 스펙트럼의 크기가 약 10~20dB낮아져서 걸쳐지는 범위가 좋고 대상물의 시험상 제한(표면이 무르거나 충격으로 인해 파손, 너무 큰 해머 또는 너무 작은 해머)이 없다면 이 주파수 범위의 조정을 위해 끝부분에 Tip을 교체하여 사용한다. 즉, 해머는 주파수 응답함수를 구하기 위해 사용하는 입력신호로서 force센서이며 tip은 강성을 조절하도록 하며 낮은(~500Hz, ~700N) 주파수 가진은 고무를 사용하고 높은 주파수가진(~7000Hz, ~5000N)은 steel tip을 사용한다. 높은 가진의 경우 사용하는 steel tip은 가진이 되는 대상표면에 흠집이 남을 수 있고 가진력이 낮으므로 주의하고 가진모드를 얻으려면 대상물의 예상고유진동수를 이미 이해한 후, 충격방향과 해머에 가해지는 힘과 해머의 크기를 선정하는(더블 tipping하면 안되거나, 적절한 Averaging선택, Trigger를 선택하는 것 등) 이러한 일련의 모달테스트를 위한 사전수행절차는 이론과 경험적지식이 필요하다.

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진동(Vibration), 소음(Noise) 교육 컨설팅 한국CBM

진동(Vibration), 소음(Noise) 교육 컨설팅 전문사 한국CBM

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진동과 소음문제로 고민하고 있으며 대책필요, 엔지니어링, 연구분야에서 근무하고 계신 여러분!

1.진동소음 문제로 고민이다. 직접 해결하기 어렵다. 같이 고민해 줄 사람이 필요하다.

2.진동 감시시스템 및 진동진단장비 선택 등을 하고 싶다. 물어볼 사람이 있으면 좋겠다.

3.지속적인 진동교육커리큘럼과 예측진단/진동 분석체계를 갖추고 싶다.

4.교육 받으러 갈 시간이 없다. 우리 현장에서 우리 기계(설비)대상 실무 교육이 필요하다.

한국CBM의 (Training Service)는 아래와 같은 교육커리큘럼을 가지고 있습니다.

1. 진동이론교육 (ISO level 1, 2자격과정)

2. 모달해석+공진 교육(EMA)

3. CAE해석교육(진동, 소음, 응력)

4. 소음이론 및 실무교육 (소음지도)

5. 소음측정 및 소음법규관련교육

6. 진동측정 및 진동평가관련교육

7. ODS실무교육

8. 최신 설비진단 기술교육

9. 설비진단 진동결과보고서 교육

10. 준전문가 양성목표(ISO level2+)

11. 현장 실습교육(생산장비대상)

12. 사례교육 (Skill up)

13. PDM을 위한 장비선정 기술교육

14. 측정 장비사용교육(offline)

15. 모니터링시스템 관련교육(기술체계, 알람체계, 파라미터체계, 중요성능 등)

16. 소음대책엔지니어링

17. 진동대첵엔지니어링

18. 회전체 동력학(Rotor dynamics)

세부적인 진동(설비진단)의 개념에 대한 사항을 예로 들면 다음과 같다.

- 진동단위의 선정과 활용(주단위와 보조단위의 이해 주파수와 각 단위의 용도를 알고 있어야 한다.)

- 진동 위상 측정법 (위상은 매우 중요한 결함을 판단하는 증거자료나 교정자료로 활용된다.)

- 고유 진동수 측정과 축의 위험 속도 이해 (진동이 증가 또는 감소하는 원인의 동력학 이해)

- 진동 센서의 선정과 사용법 (센서를 잘 선정해야 함)

- 센서 설치 방법과 진동 데이터 취득 (센서를 잘 설치하고 계측기를 적절히 설정해야 함)

- FFT 개념과 Spectrum 분석(주파수를 이해하고 분석할 수 있어야 함)

- Rotor Dynamic 이해와 축 진동(회전체 동력학을 알고 그래프를 분석할 수 있는 능력)

- Bump Test, Modal Test 이해와 응용법(동특성을 추출하는 방법)

- 질량 불평형의 원인과 진단법

- 축정렬 불량의 원인과 진단법

- Mechanical Looseness 원인과 진단법

- Bearing(Rolling, Sleeve) 의 결함 원인과 진단법

- Gear 및 Belt 진동의 원인과 진단법

- Motor의 원리와 진동 진단법

- Fan, Pump, Compressor의 구조와 동작 이해 및 진단법

- 위험도 평가와 진동 규격 이해

- 설비 교정 원리 이해 (발란싱, 얼라인먼트)

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키워드	진동교육, 진동계측기, 진동컨설팅, 진동진단, 설비진단, Pdm, 예측진단, CBM

2019년 1월 12일 토요일

내진설계의 원칙

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건물이 흔들린다는 것은 건축구조물이 흔들린다는 것을 의미한다. 지진과 바람 또는 건물내부의 가진원에 의해서 생기는 하중은 대체로 ‘풍하중’과 ‘지진하중’이 원인인데 이 중에서 바람에 의한 풍하중은 건물의 외형이 특히 중요한 영향인자이며 또 하나의 가장 중요한 내진설계의 기본인 지진하중은 건물의 동특성(고유진동주파수)과 큰 영향을 받는다. 이 지진하중은 질량과 가속도의 곱인 관성력이므로 만약 강제로 멈추려 할 때 구조물에 파괴를 가할 수도 있다는 생각을 할 수 있다.

내진설계

지진의 진동주기는 대체로 0.2~0.4초(2.5~5Hz내외)에 해당된다 그리고 건물의 고유진동수는 대략 ‘10/층수’ 로 계산된다. 만약 5층의 경우 건물의 고유주파수는 약 2Hz로 계산되므로 2층~5층이하 낮은 건물이 공진으로 인해 더 큰 피해를 입는다.

내진설계는 건축구조물의 강도를 증가시키는 것이며 따라서 고유주파수를 증가하는 것이므로 다음과 같은 내진설계의 원칙을 가진다.

1. 사용한계상태(Service Limit State)

2. 손상한계상태(Damage limit state)

3. 붕괴한계상태(Collapse limit state)

이는 자주 발생하는 지진에는 아무런 피해가 발생하지 않도록, 가끔 발생하는 지진에는 구조적인 피해가 발생하지 않도록, 아주 드물게 발생하는 지진에는 붕괴되지 않도록 설계하는 것을 의미한다.

사실 광의의 내진설계에는 건물의 지지방식을 변경하여 고유진동수를 지진보다 더 작게 하는 방식인 면진과 적극적으로 지진을 동흡진기로 제어하는 제진을 포함한다.

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키워드	내진, 제진, TMD, AMD, 면진, 지진, 진동, 방진, 제진, 내진설계

온라인 상태모니터링시스템(VMS, CMS, PdM, CBM) 컨설팅 전문

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온라인 모니터링시스템 기획, 도입 및 설치 문제로 고민하고 계신 여러분께!

(Vibration Monitoring System, Condition Monitoring System, Predictive, Condition Based Maintenance)

1. 온라인 모니터링 도입문제로 고민이다. 직접 선정하기 어렵다. 검토자료를 같이 준비해 주면 좋겠다.

2. 우리 설비의 특성에 맞는 상태기반 모니터링을 설계하고 싶다.

3. 적절한 예산에 맞도록 온라인 모니터링 설계가 필요하다.

3. 전문용어에 대한 이해와 교육 그리고 지속적인 유지보수조건은 어떤 곳이 좋은가?

(CMS Service)는 아래와 같은 기술 커리큘럼을 가지고 있습니다.

1. 온라인 모니터링 시스템 설계, 견적, 예산분석, 리포팅, 구매대행.

2. CMS, VMS, CBM, PdM 최적 설계조건 검토(센서, 유무선통신배선, DAQ, S/W)

3. CMS, VMS, CBM, PdM 최적 운영 대행(유지보수, 교육, 운영, 보고, ROI)

4. CMS, VMS, CBM, PdM 최적 데이터 후처리(Big data, AI, Smart factory, IoT)

5. 전체 생산설비의 평가(Assessment), 설비관리 및 평가기준, 측정주기 등 셋업

6. 설비진단 기술 지원(계획, 측정, 분석, 진단)

7. 설비진동진단 관리대행 (연간계약-정기측정-정기보고서)

8. 공동기술개발 및 설계.

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키워드	온라인 상태모니터링시스템(VMS, CMS, PdM, CBM),진동교육, 진동계측기, AST, 진동컨설팅, 진동진단, 설비진단, Pdm, 예측진단