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[CAE] Damping의 이해 - Part#2

  • 24-10-22 00:00
  • tech
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Part#1으로 부터 이어서 댐핑에 대한 추가 내용을 같이 알아보도록 하겠습니다. 

대부분의 진동과 관련 문제는 소음과 공진에 대한 문제를 풀기 위한입니다. 

공진이 크게 발생할 때는 구조가 순간적으로 붕괴가 될 수 있거나 아니면

공진이 작게 발생하더라도 불편한 정도의 진동을 주면서 소음이 발생할 수 있습니다.

일반적으로 공진이 발생하지 않겠 끔 하는 것이 구조 설계의 목적이며 주로 아래 4가지 방법으로 공진을 감소시킬 수 있습니다.

1. 고유주파수와 적용된 외부 하중에 대한 주파수의 분리 (구조 변경)

2. 외부 하중 감소

3. 외부 하중을 정해진 노드에 적용

4. 댐핑 값을 통해 구조의 응답 감소

3가지의 방법은 구조를 변경해야 하는 조건입니다. 만약에 설계 조건에 따라서 설계 변경이 안될 때는

4번의 방법으로 공진 문제를 해결할 수밖에 없습니다. 원하는 구조의 응답을 얻기 위해서는 댐핑 값을

조절하여 적절한 댐핑 값을 찾아야 하는 것입니다. 특히 구조물의 응답 변위 크기를 컨트롤을 하기 위해서 댐핑 값이 중요 해집니다.

구조물을 감쇠 시키는 원인은 다양합니다. 재질 특정으로 인해서 에너지 손실, 구조 각 연결 조인트/커넥터를 통해 에너지 손실,

구조 환경으로 인해 (공기, 액체 등) 에너지 손실 등이 있습니다. 구조 해석에서 자주 사용하는 댐핑은 바로 재질과 조인트/커넥터로

인한 발생된 구조적 감쇠 (Structural Damping) 입니다. 대부분의 재질과 관련된 댐핑 값은 작으며 온도, 가진 크기에 따라서 독립적이지 않습니다.

하지만 강자성 금속 (ferromagnetic metals) 같은 경우 가진 크기에 따라서 댐핑 값이 커지는 사례가 있습니다.

그리고 플라스틱 재질의 댐핑 값은 같은 경우 주파수에 독립적으로 나타날 수 있습니다. 



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