충격과 진동의 개념

 충격과 진동 소음개념

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충격 진동이나 소음을 발생하는 것을 보면 ‘갑작스러움’또는 ‘강한’에 연관되는 설명을 할 수 있을 것이다. 예를 들면 총을 발사하는 그 강한, 프레스기계의 강한, 자동차 사고가 발생할 때의 갑작스러움, 발파작업이나 파괴작업 중에 발생하는 갑작스러움과 강력한 파괴력을 말할 수 있다. 충격은 정신적으로 충격상태를 유발하기도 하지만 물리적으로 진동과 소음을 확실히 유발시킨다. 충격력은 진동을 발생시키는 주요원인이지만 충격을 이용하면 많은 유용한 결과를 유추할 수도 있다. 이에 충격과 진동소음의 개념을 정리하였다.

충격 (Impact)

진동의 발생원인은 크게 불평형력과 충격력의 2가지로 구분하지만 자세히 세부적으로 4가지로 구분하면 회전기계의 불평형력, 충격에 의한 진동, 전기기계의 유도진동 또는 코로나 누설전류 등, 유체에 기인한 자려진동이 그 것이다.  그 중에서 충격력에 관련된 사항을 정리한다.

1.     충격은 위치가 가지고 있는 위치에너지와 질량이 가지고 있는 관성에 의한 운동에너지로 표현된다.

2.     충격은 초기 가진력을 주어 과도상태(Transient)를 유발하고 최대 동하중의 의미를 가진다.

3.     충격은 충격스펙트럼 분석을 통해 공진영역을 해석하게 할 수 있다. 즉, 전달함수의 결과값으로 주파수별 반응결과(FRF, 응답)를 통해 고유주파수(Wn)를 알아낼 수 있다. 따라서 이로 인하여 구조의 탄성계수를 산출할 수 있다.(k=mWn²)

4.     충격력과 가해진 시간은 충격량의 개념을 가진다.(F*t)

5.     충격의 정의는 순간적인 물리량으로 100ms이하의 빠른 가진과 500ms이상 기준선으로 복귀하는 패턴의 진동 또는 소음을 의미한다.

6.     대한민국 소음진동관련법에서는 충격소음을 140dB(A)이상이 하루에 10번 노출되지 않아야 한다고 하고 있으며 발파소음이나 진동은 최고값의 횟수 보정하여 75dB(A, V)를 넘지 않도록 관리하고 있다.

7.     설비진단분야에서는 충격패턴의 시간파형은 구조의 이완이나 베어링과 기어의 이상패턴 확인분야에 활용되고 있다.

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