변위라는 용어들

변위라는 용어들

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진동의 기본 주단위인 변위(Displacement)는 측정이 조금 까다롭기는 해도(접촉형은 설치와 고주파 측정이 어렵고 레이져는 매우 고가격) 속도진동이나 가속도진동과 달리 물리적으로 직감하여 얼마만큼의 양인지를 파악하기 쉽기 때문에 CAE를 통한 동해석에서는 기본적인 진동의 단위로 활용된다. 그런데 이 변위라는 단위는 처짐, 초기, 정상 등의 수식어로 그 뜻을 달리하는 경우가 있어서 아주 혼동하기 쉽다. 이 변위에 대한 정의를 수식을 기준으로 정리하였다.

‘변위’라는 용어의 정리

질량의 변위, 정적처짐, 초기변위 정상상태(Steady state)의 변위 등을 정리하면 아래의 하나의 변위방정식을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

 

변위방정식 질량의 변위 정적처짐 초기변위 초기속도가 만드는 변위 강제력이 가해진변위 정상상태의 변위, bisope

키워드	변위방정식, 속도방정식, 정상상태, 과도상태, transient, displacement,

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진동의 진폭 단위 선택(변위, 속도, 가속도)- 어떤 것이 맞는가

진동의 진폭 단위 선택(변위, 속도, 가속도)-어떤 것이 맞는가?

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진동의 진폭을 단위로 표현할 때에는 많은 규칙을 알고 있어야 엔지니어간에 서로 소통할 수 있다. 측정하는 대상체(건물, 사람, 기계)에 따라서 또는 주요주파수(저주파, 고주파)에 따라서 또는 결과의 관심관점(응력, 에너지, 파워)에 따라서 진폭의 단위를 서로 달리한다. 절대로 하나로 통일할 수 없다. 평가를 위한 성문기준, 참조기준, 측정기준 등에 나오는 단위가 각기 다른 단위를 사용하기 때문이다.

변위, 속도, 가속도의 선택은 용도에 따라 다르다.

변위와 속도 그리고 가속도는 서로 미적분을 통해서 변환이 가능하다. 일반적으로 가속도센서를 이용하여 속도로 변환하여 평가하지만 변위는 직접 변위센서를 통해 측정하는 것이 좋다. 

진동진폭단위	변환식	주단위 (SI)	부속단위	용도	주파수	센서	공학 근거
변위 (Displacement)	D=X	µm(기계) mm(구조)	Peak to Peak (P-P)	-정밀기계변위계측, -배관변위계측, -대형기계 비접촉 -축거동 감시, -건축물최대거동측정	저주파 ~500Hz	-LVDT -Laser -Proximity probe(0~1kHz) -wire, bar type	응력 (σ=Eε)
속도 (Velocity)	V =Xw	mm/s(기계), cm/s (kine) 건물 ,구조	rms , 0 to Peak (0-P)	-기계건강평가(MHM) -발파진동 및 건물피로평가	중간주파수 10Hz~3kHz	-Velocity meter(10Hz~1kHz)	에너지 (E=1/2 mv²)
가속도 (Acceleration)	A =Xw²	G, m/s²기계,   gal(cm/s²) 정밀기계, dB(V) VAL(공해진동)	rms	-기계 및 구조 안전 -사람의 건강 및 공해진동 -지진	고주파 3kHz~	-Accelerometer (Piezo, Mems) 0~30kHz	힘 (F=ma)

 X(초기변위), w(각주파수, 2πf), f(주파수)

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키워드	변위, 진동, 속도, 가속도, rms, MHM