감쇠7-임계감쇠계수의 의미
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‘임계’는 진동공학분야에서 ‘critical’로 번역이 된다. 이 것은 진동의 상태가 변화하는 경계점으로 표현될 때가 많고 대표적으로 임계주파수, 임계감쇠계수가 있다. 이 ‘임계감쇠계수’는 과연 어떤 의미일까? 진동은 기준점에 대해서 반복하는 운동이고 감쇠계수는 진폭을 줄이는 역할을 한다. 감쇠는 유체마찰이든, 고체마찰이든 간에 속도에 반발하는 힘으로 지속적으로 반복하는 운동의 진폭을 줄이는 역할을 한다. 결국 진폭을 ‘0’으로 만든다.
임계감쇠계수(Critical Damping Coefficient)의 수학적 의미와 산출방법
먼저, 임계감쇠계수의 물리적 의미는 초기 힘을 주었을 때 반복하면서 진폭이 ‘0’이 되는 것과 반복 함이 없이 진폭이 즉각’0’이 되는 상태의 경계되었을 때의 감쇠계수이다. 이 것은 진동하느냐 하지 않느냐의 상태를 말하기도 하는데 따라서 매우 중요한 개념이다. 이제 수식을 예로 들어 설명한다.
좌측항은 감쇠를 의미하며 우측항은 주파수를 의미하는데 ‘√’항의 내측이 실수(Real)만이 있으면 진동하지 않고 이 것이 ‘허수(Ideal)’이어야 비로소 진동(반복하는 운동)이 성립되는 것이다. 따라서 √의 내측항이 ‘0’이 되는 값이 바로 임계점이 되는데 이 때의 ‘c’가 바로 임계감쇠계수이다. 그리고 감쇠계수와 임계감쇠계수와의 비를 무차원인 ‘감쇠비(Damping ratio)라고 하는 것이다.
키워드,
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