안녕하세요, AI 기반 예지보전 솔루션 모터센스입니다.
이번에는 진동에 대해 알아봤습니다.
만약 예지 보전 관련 게시글을 보지 않았다면, 아래의 링크를 참고해 주세요.
오늘은 다양한 분야에서 ‘진동’이 가지는 의미에 대해 알아보겠습니다.
움직이는 모든 물체(물체)에는 진동이라는 성분을 내포하고 있습니다.
아래는 2016년의 LG 세탁기 광고입니다.
세탁기를 가동했을 때, 세탁기 위의 쌓아 올린 카드가 무너지지 않을 정도의 진동이라는 것을 강조하고 있습니다.
물체에 따라 다르지만, 필요 이상의 진동은 물체의 고장을 일으키기 때문에
진동을 줄이기 위한 제품 설계의 필요성과 중요성이 나날이 더욱 강조되고 있습니다.
그래서 진동은 일반적으로 부정적인 의미로 사용되는 경우가 많으며,
구조물, 기계 등 물체의 수명에 지장을 줍니다.
그렇다면 진동이란 무엇일까요?
진동이란 키워드를 검색하면 Waveform, Signal, Vibration 등 다양한 용어들이 섞여 있어 혼란이 더해지는데요.
각 용어의 의미를 명확하게 알아보겠습니다.
진동 (Vibration)
출처: Motorsense
우리가 흔히 말하는 진동(Vibration)은 신호(Signal) 중 하나입니다.
진동은 여러 분야에서 사용되는 용어이며, 분야마다 해석하는 의미가 소소하게 다릅니다.
파형(Waveform)은 진동 또는 파동(Wave)을 형태(form)
즉, 그림으로 표현한 것입니다.
1. 사전적 의미 (떨림)
같은 모양으로 반복하여 흔들려 움직임
흔히 "진동"이라는 단어를 사용할 때의 의미는
시각적으로 흔들리는 움직임이라는 뜻으로 사용합니다.
하나의 물리적인 양(量), 곧 물체의 위치, 전류의 세기, 기체의 밀도 따위가
일정한 시간마다 되풀이하여 변화하거나 또는 그와 같은 현상을 의미합니다.
2. 물리학적 의미 (광의적 해석)
물체의 반복적인 운동
괘종시계의 단진자 운동 (출처: Freepik) , water wave (출처: Unplash)
물리학적인 진동을 설명할 때는 Vibration보다는
"Oscillation"이라는 단어를 더 많이 사용하는데요.
“Oscillation”의 예로는 괘종시계의 추가 움직이는 것과 같은 단진자(pendulum) 운동, 전자(electron)의 운동, 천체의 운동, 배의 rolling, 파동(wave motion) 등이 있습니다.
3. 기계공학적 의미 (협의적 해석)
기계 구조물의 반복적인 운동
- 탄성 변형 에너지 수반
모터의 진동 (출처: MotorSense)
기계공학에서는 진동을 조금 더 좁은 의미로 해석합니다.
태엽 시계, 판의 떨림, 기계 구조물의 떨림 등이 대표적인 ‘기계공학적 진동’인데요.
흔히 진동을 표현할 때 쓰는 "Vibration"이라는 단어는 이에 해당합니다.
그 외에도 다양한 분야에서 ‘진동’을 서로 다른 의미로 정의하는데요.
•
진동학(운동 방정식 관점)에서는 질량(Mass)을 가진 물체가 탄성(Elasticity)에 의해 평형위치를 중심으로 주기적인 운동(Oscillation)을 하는 것
•
진동학(에너지 방정식 관점)에서는 물체의 질량(Mass) 요소가 가지는 운동에너지(Kinetic Energy)와 탄성(Elasticity) 요소의 위치에너지(Potential Energy) 사이의 반복적인 상호교환
•
설비진단에서는 기계의 질량불평형 상태의 정도를 표현하며 피로파괴(Fatigue)를 유발하는 파동
등으로 표현합니다.
지금까지 진동의 정의와 발생 원인에 대해 알아봤습니다.
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