과도진동 (Transient Vibration )
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‘갑자기
’라는 말은 가만히 있는
상태에서 예상하지 못했던 변화가 발생할 때 사용하는 말이다
. 물리적인 분야에서도 같은 표현이 사용되는데 특히 진동분야에서의
‘갑자기
’는 갑자기 진동을 주는 원인이 생겼다는 뜻으로서 자유진동
(정상상태의 진동
, 초기조건이 사라진 이후의 고유의 진동상태
, 고유주파수
)나 강제진동
(외부가진력
, 원심력
, 충격력을 지속적으로 공급하여 진동이 지속적으로 발생하는 상태
)와 구별된다
. 이는 수식적으로
, 물리적으로 분명 차이가 있으며 이때
‘Transient’라는 말이 사용된다
. 즉
, 이것은 최초의 이벤트라고 할 수 있다
.
Transient Vibration
‘갑자기’는 과도(Transient)를 의미한다. 최초의 이벤트인 ‘갑자기’의 실현은 두 가지 종류가 있는데 힘과 속도 및 가속도로 표현할 수 있다. 즉, 갑자기 힘이 주어졌다면 그 때의 변위(x)와 속도(v)가 ‘0’이었다는 전제조건이 성립되고 또, 갑자기 속도와 가속도가 가해졌다면 속도(v), 가속도(a)가 일정(constant)하다고 전제하는 것이다. 이것은 처음부터 값을 모두 알 수는 없는 자유낙하, 자유진동, 강제진동과는 다른 것이고 비교적 어려운 수치해석의 해를 구하도록 전제조건을 제공해 준다.
예를 들어 갑자기 F의 힘을 받는 스프링-질량계의 진동변위(x)는 XcosWnt(일반해)+F/k(특수해)가 된다.
물리적으로는 과도진동이란 정상상태진동 이전의 초기조건을 의미하는데 말 그대로 진동이 발생하도록 갑자기 주는 이벤트, 그 때의 진동을 의미한다. 이 때 첨두시간과 Overshoot라는 용어가 나오는데 갑자기 힘이 가해지는 경우의 첨두시간이란 변위의 최대치가 생기는 시간을 말하며 그리고 Overshoot는 변위최대치에서 초기변위를 제거한 상태의 정상상태의 최대변위를 의미한다.
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키워드
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과도진동, 갑자기, 정상진동, 응답, transient, Overshoot, 첨두시간
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