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들어가기 전, S-N Curve에 가해지는 응력 data에 대한 용어를 알아야 합니다. 또한 아래의 예를 보면 동일한 응력 진폭을 갖더라도 평균 응력(Mean Stress)이 다를 수 있습니다. 즉, 응력 비율(Stress Ratio)가 다를 수 있습니다. 두개의 응력 데이터는 진폭은 같지만 그렇다고 S-N Curve에서 동일한 결과를 보여주지 않겠죠. 1. 평균 응력 효과(Mean Stress Effects) 실험실에서 수집된 대부분의 기본 S-N 피로 데이터는 "Reversed Stress Cycle (R= -1)"을 사용해서 생성되거나 고정된 특정 응력 비율 조건에서 수행됩니다. 하지만 평균 응력이 다를 때, 응력 진폭이 동일하더라도 다른 S-N Curve 즉, 다른 내구 한계를 갖게 됩니다. 따라..

1. Fatigue Analysis 금속 재료에는 변형이 일어나기 시작하는 항복점과 재료가 파괴되는 파괴점이 있습니다. 각 지점에서의 응력 정도를 항복강도(Yield Strength), 인장강도(Tensile Strength)라고 합니다. 하지만 재료는 인장강도보다 낮은 응력을 반복적으로 가해져도 파괴가 일어납니다. 심지어 항복강도보다 낮은 응력도 수백만, 수천만번 가해준다면 재료파괴가 일어납니다. 이를 피로수명, 피로파괴 등으로 부르며 그래프로 나타낸 것이 S-N Curve입니다. 저싸이클의 피로수명을 갖는 경우 응력이 아닌 변형률로 관계를 정의하기도 하는데 이것은 E-N Curve라 합니다. 2. S-N Curve S-N Curve란 앞서 언급한것처럼 파괴가 일어날 때까지의 Stress와 Cycle의..

기어의 모듈(Module) : 기어 이빨 크기를 나타내는 단위 맞물려 회전하는 한 쌍의 기어는 모듈이 같아야 합니다. 기어의 모듈은 이의 크기를 나타내는 단위로 피치원 지름을 잇수로 나눈 값입니다. 여기서 피치원이란 두 개의 기어가 맞물려 돌아갈 때 만나는 접점들이 모여서 만들어진 원입니다. 즉, 모듈이 작으면 이빨의 크기가 작고 모듈이 크면 이빨의 크기가 큽니다. 모듈은 아래와 같이도 쓸 수 있습니다. 모듈별 기어 이빨을 사진으로 보면 아래와 같습니다. JIS 규격에서 정한 일반기계 및 중기계용 평기어 및 헬리컬 기어에 이용하는 모듈의 표준치입니다. 가능한 I열의 모듈을 이용할 것, 모듈 6.5는 가능한 한 사용하지 말 것을 권장하고 있습니다. JIS에서도 확인 가능하듯이 모듈에는 표준값이 있기 때문에..

1. Sine Sweep Test Sine sweep test는 시간에 따라서 주파수가 변화하는 진동을 대상에 인가하는 test입니다. 대체로 아래와 같으며, 주파수의 변화가 선형적이거나 로그적으로 증가하게 됩니다. 1-1. 적용 Sine sweep test는 진동 시험의 기법 중에서 기본적이면서도 대표적인 것으로, 수많은 분야에서 응용되고 있습니다. 특히, 동일 시간에 단일 주파수로 가진을 하는 특징을 갖고 있어 시스템의 주파수 응답특성을 파악하는 데 적당합니다. 따라서, 이 시험은 대부분의 시험 사양 중에서도 기본 단계에서 수행되며, 피시험체의 공진점 등을 검출한 후 연계적으로 고정 주파수 시험(fixed sine test)을 수행하는 경우가 많습니다. 회전 기계나 동력 전달 계통의 부품 등 주로 자..

진동하는 소리굽쇠 같은 경우, 소리굽쇠 한 쪽 끝의 물리적 변위는 어렵지 않게 측정할 수 있으며, 이는 진동의 진폭이 될 수 있습니다. 직관적으로 이해하기도 쉽죠. 하지만 변위 외에도 속도와 가속도 또한 진동의 측정 단위가 됩니다. 진동의 형태와 주기는 고려되는 변위, 속도 또는 가속도 어떠한 측정 단위를 적용하여도 동일하게 유지됩니다. 이 세 가지 측정 단위의 가장 큰 차이점은 그림과 같이 세 가지 매개변수의 진폭-시간 곡선 사이에 위상차가 있다는 것입니다. 정현파 신호의 경우 변위, 속도 및 가속도 진폭은 주파수와 시간의 함수에 의해 수학적으로 표현됩니다. 따라서 적절한 공식을 사용한다면 어떠한 신호를 이용하더라도 동일한 진동을 의미합니다. 다만 위상(시간)차가 있을 뿐이겠죠. 이러한 측정 단위는 통..

12-1. Starting from rest, a particle moving in a straight line has an acceleration of a = (2t-6) m/s^2, where t is in seconds. What is the particle’s velocity when t = 6s, and what is its position when t = 11 s ?

진동의 강도를 나타내는 ‘진폭’은 여러 가지 방법으로 정량화할 수 있습니다. 아래 그림을 보시면 표현할 수 있는 정보들이 있습니다. 1. Peak to Peak Level 2. Peak Level 3. Average Level 4. RMS Level Peak to Peak 값은 가령, 기계 부품의 진동 변위가 기계에 미치는 힘(응력)을 파악하거나 진동 범위의 허용오차를 고려 할 때 매우 유용합니다. Peak to Peak 는 최대 변위를 표현하기 때문에 실제 움직임이 발생하는 최대 값을 예상할 수 있습니다. Peak 값은 순간적인 충격 등의 수준을 나타내는데 특히 중요합니다. 그러나 그림에서 볼 수 있듯이 피크 값은 최대 수준이 발생한 것을 나타낼 뿐 시간 이력은 고려되지 않습니다. Average Lev..

진동의 정의와 용어 진동의 사전적 정의는 ‘물체의 반복적인 운동’ 입니다. 즉, 물체는 기준 위치에 대한 반복적인 운동을 설명할 때 진동한다고 합니다. 1초 동안 완전한 모션 주기가 발생하는 횟수를 주파수 혹은 진동수(f)라고 하며 헤르츠(Hz)로 측정됩니다. 진동이 발생하기 위해 필요한 4가지 요소가 있습니다. 이는 힘, 질량, 스프링 감쇠이며 아래와 같이 표현할 수 있습니다. 정적인 상태에서는 물체의 속도가 없기 때문에 간단하게 F=kx 로 문제를 푸는 경우도 있고, 일반적으로 외력의 합은 0 을 맞추는 형태로 해를 찾아가는 경우도 많습니다. 실제 발생하는 진동을 살펴보면 소리굽쇠에서와 같이 단일 주파수에서 발생하는 단일 구성 요소 또는 내연 기관의 피스톤 운동과 같이 동시에 다른 주파수에서 발생하는..

나비에 스토크스 방정식에 대해 이해한 바를 정리하고자 합니다. 그 전에 기본적으로 알아야 할 사항입니다. 나비에 스토크스 방정식을 한 문장으로 표현하면 아래와 같습니다. '점성을 가진 유체에 작용하는 힘과 운동량의 변화를 기술하는 비선형 편미분 방정식' '점탄성이 없는 유체(뉴턴 유체)에 대한 일반적인 운동 방정식' (점탄성과 점성은 다릅니다) 나비에 스토크스 방정식은 유도 과정이 복잡하고 그 중간중간 단순화를 가정하는 것이 많아 공식이 여러가지가 있지만 가장 보기 편한 것이 아래의 식 같습니다. 위 식을 이해하기 위해서 먼저 알아야 할 것이 있습니다. 수학적인 내용입니다. ------------------------------------------------------- 미소 유체 시스템에 Newton..

열에 대한 기본 개념이 없는 분들을 위해 제가 인터넷을 뒤지고 뒤져 내린 결론을 요약 정리하여 올립니다. (혹시 이상하거나 틀린 내용 제보 꼭 부탁드립니다) 우선 열이란 에너지이며 열량이라고도 표현합니다. 자, 기본 단위들 부터 나열하니 정독합시다. 이렇게도 표현 가능하죠 이제부터 하나씩 나열합니다. 1. 열유속 (heat flux) 2. 열전도도 (thermal conductivity) 3. 열전도율 (thermal conductance) 4. 열전달 (heat transfer) 5. 열전달 계수 (heat transfer coefficient) 최종적으로 다시 정리해 보자면 아래와 같습니다. 기본 물성과, 형상정보를 포함하는 놈을 구분해야하며 한국어로 번역되며 이곳 저곳에서 혼동해서 사용하는 개념이 ..