3.3 공진주파수 변경을 위한 질량 또는 강성의 변화

Change Mass or Stiffness to Change the Resonate Frequency

 

Spring-Mass 시스템의 고유 진동수는 시스템의 질량과 강성의 조합에 따라 다르다. 따라서 시스템의 고유 즉 공진 주파수는 질량이나 강성을 변경시키면 변경될 수 있다. 강성을 증가시키면 공진 주파수가 증가되고 질량을 증가시키면 공진 주파수가 감소된다. 만족스런 진동 감소를 얻기 위해 필요한 질량 또는 강성 변화의 범위는 얼마간의 시스템의 감쇠량에 따라 다르다. 시스템의 감쇠가 클수록 고유 진동수는 가진 주파수로부터 더 멀리 이동되어야 하며 따라서 질량이나 강성 변화가 더 커져야 한다. 감쇠가 작은 시스템에서는 질량이나 강성의 조그만 변화라도 공진의 실제적인 감소에 영향을 미치게 된다.

구조적인 공진 문제를 교정하기 위해 구조적 질량과 강성을 변화시키는 것이 보다 올바른 방법이다. 값비싼 영구적 해결 방법을 취하기전에 많은 경우에 그 결과를 입증하기 위해서 구조물에 모래주머니, 콘크리트 Block 또는 기타 적절한 무게를 추가 함으로써 임시적인 질량 변화를 꾀할 수 있다. 한 예에서 질량 변화의 영향을 시험하기 위해서 Fork-Lift Truck이 공진하는 설비 바닥 위에서 운전되고 있었다. Truck에 추가된 질량으로 인해 바닥 진동의 진폭이 크게 감소하였으나 영구적인 해결책이 이루어질 때까지 Truck 운전을 거부하였다.

마찬가지로 나무나 금속 받침대 또는 Jack 등을 추가해도 강성의 일시적인 변화를 꾀할 수 있다. 해결책이 일단 확증되면 보다 영구적인 받침대를 조립하고 볼트 체결 또는 용접 보강할 수 있다. 그림 9-13에서 이미 언급한 수직 윤활유 펌프의 강성을 높이기 위해 받침대를 설치하여 구조적 개조를 한 경우로 좋은 예이다. 펌프의 강성을 높였지만 시스템의 공진 부품이 펌프 자체가 아니라 토출관이었기 때문에 이렇다 할 진동 감소가 없었다. 이 펌프는 단지 토출관 공진에만 응답하고 있었다. 이 경우는 진동 감소 여부를 확인하기 위해 시간과 비용이 많이 드는 영구 받침대 설치를 하기 전에 그 유효성을 시험하기 위해 임시 받침대를 설치하였더라면 상당히 좋았을 예이다.

 

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