진동의 피해와 이점 (진동은 항상 나쁜 것인가?)

대부분의 인간활동은 어떤 형태든지 파동에 노출되어 있다. 예를 들어, 우리는 고막이 진동하기 때문에 들고,

빛의 파동에 의한 전달 때문에 눈으로 반사된 형태를 보게 된다.

호흡은 폐의 반복적인 운동에 관련되어 있고, 보행은 팔과 다리의 주기적 진동 운동에 의해 이루어 진다.

또한 후두와 혀의 운동을 통해 말을 하며 소리나 진동으로 전화가 온 것을 알 수 있다.

진동분야의 초기 학자들은 자연 현상을 이해하기 위한 수학적 이론 전개에 노력을 집중하였고 공학적으로

기계,구조물, 엔진, 제어시스템 등의 설계에 적용되었으며 운동의 설계에 집중하였고 현장에서는 안전성, 생산성과 자산 관리를

효율적으로 진행하기 위해서 진동을 구조 및 기계의 건강상태와 파괴 그리고 인간의 불쾌감 등에 관한 연구까지 진전되고 있다.

진동의 피해와 진동의 사용

회전하는 기계(엔진,팬,펌프,모터 등)는 잘못된 설계나 현재의 나쁜 상태로 인해 불평형 진동이 발생한다.

불평형은 고속으로 회전시 제 2의 큰 진동을 유발할 수 있으며 반복된 운동의 반복으로 소성변형 또는 파괴에 이르게 된다.

터빈의 날개진동(Flatter)은 큰 손해를, 지진(Seismic)은 막대한 인적 그리고 재산피해를, 절삭가공의 채터링(Chattering)은

불량품의 원인이 되기도 한다. 공진(Resonance)으로 인해 과도한 처짐과 파괴(Fatigue failure)가 발생하고 인간에게

전달되는 진동은 불편함과 효율저하를 가져온다.

이러한 측면에서 공학자들은 불평형(Imbalance)을 최소화하는 견실한 지지구조물과 기계를 설계하도록 노력하고 있다.

따라서 진동과 소음은 안전과 수명, 생산성, 환경문제에 밀접하게 연결되어 있고 항공, 철도 자동차, 교량, 우주, 건축물, 공장,

아파트, 도록, 반도체, 정유 등 모든 산업분야에서 그 피해성과 관련되어 있다.

반면에 위와 같은 유해한 효과에도 불구하고 진동은 몇가지 산업적 응용분야에서

유리하게 이용되고 있는데 최근에 이르러 진동장치의 응용은 증가되고 있다.

예를 들어, 제분기나 운반체의 스크린진동기, 세탁기 및 다지는 기계, 진동칫솔과 치과용 드릴, 맛사지 장치, 실험용 교반기,

핸드폰의 진동, 공사현장의 기초의 말뚝박기, 표면처리공정, 기계가공 및 주조 단조 등의 공정효율을 개선시키는 방법들과

무엇보다도 최근에 관심이 급증하고 있는 에너지 생산(Energy harvesting)에 관련 된 것들이다.

이렇듯이 진동은 막대한 피해를 유발함과 반면에 이로운 에너지의 역할을 할 수 있다는 것을 알 수 있다.

왜나하면 진동이란 에너지의 반복적인 전달(소비 및 생산)과정이기 때문이다.