공진과 자려진동( 진동이 왜? 문제가 되는가? )

진동(Vibration)이 발생하면 좋지 않다고 생각한다. 왜? 그럴까? 진동은 충격이나 마찰에 의해서 발생하거나, 회전 불균형력(Unbalance)에 의해서 발생한다. 또한 위의 사항과 관련이 없는데 한 번 발생하면 계속 지속되는 진동도 발견된다. 어쨌든 진동은 환경측면에서는 공해진동으로서 신체와 심리적으로 불안하고 불편한 요인이며, 산업생산측면에서는 반복에 의한 피로파괴나 진폭이 크게 증가하는 과도진동이 문제가 되므로 반드시 집고 넘어 가야 할 문제가 있는 것이다.

공진(Resonance)

물체 또는 공간(Cavity)에는 고유주파수가 존재하는데, 가진주파수 또는 강제주파수가 이 고유주파수와 일치하였을 경우, 무한대로 진폭이 증폭하는 현상. 또는 운동하고 있는 두물체간의 주파수 보강간섭도 공진현상이라고 말할 수 있다.

따라서, 고유주파수와 일치시키는 것을 피하기 위해 거의 대부분의 공학적인 기본설계 및 연구사항의 기초가 되며, 이론상으로는 진폭이 최대화됨으로써, 감쇠(damping)가 없다면 고체에 변형을 가져올 수 있다. 한마디로 파괴되는 것이다.

자려진동(Self-excited vibration)

외부의 가진이 전혀 없어도, 또는 가진 원인이 불분명한 상태에서 발생하여 지속되는 진동.

; 일반적인 강제진동상태에서는 선형적으로 분석을 한다고 가정하면, 진동은 ‘관성력’, ‘감쇠력’, ‘탄성력’의 함수인 운동방정식으로 표현되는데, 이 세 가지의 힘 중에서 어느 한 개라도 시간의 함수가 포함이 되거나 (매개변수 가진진동; parametric), 또는 감쇠력이 음의 함수(운동할수록 외부의 에너지를 흡입하는)인 경우이다.

- 브레이크 스킬소음, 마찰기인 진동, 기어 화인진동(기어의 물림률변화), 그네운동, 전선의 galloping , 고속전철의 팬터그래프와 가선의 이선현상, 바이올린, 유체기인 Flutter, 유체에 의해 발생하는 대부분의 진동.