김병희님의 글
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진동에대해서 공부를 좀 해볼까 하는데..
진동이라는 분야에서 요즘 해결해야할 과제라던지
이슈가 돼는 문제, 많은 연구 인력이 필요한 분야등을
적어 주시면 공부하는 후배들이 많이 참고가 될꺼 같습니다.
----------------- [답 변] -------------------
안녕하세요.
대학원 논문 테마를 정하려고 생각하시는 것 같은데요.
상당히 광범위하고 어려운 질문인데, 제가 아는 범위에서 말씀드리겠습니다.
소음분야를 제외한 진동에 대해서 말씀드리겠습니다.
진동은 구조진동, 회전기계진동, 진동제어분야로 구별할 수가 있습니다.
구조진동은 구조변경(SDM: Structure Dynamic Modification)에 대한 연구, 부분구조합성법에 대한 연구, 실험에 의한 시스템규명(System Idenfication)기술 개발, 원자력 발전소등의 뇌진설계에 대한 연구가 많이 연구되고 있습니다. SDM은 어떤 제품이 진동이 발생 했을 때 최적화 기법을 이용하여, 어떤 위치에 질량등을 부가하여 고유진동수의 변경을 하여 진동을 없애는 방법입니다. 소나타2가 처음 생산되었을 때, 엔진부분에 진동이 심하여 구조변경을 하여 진동을 없앤 것으로 알고 있습니다. 구조진동의 해석은 유한요소법으로 해석을 하는데, 유한요소법으로 집을 설계했는데, 집이 한쪽으로 기울어 집을 지지하기위해 받침대를 되어야 할 경우, 받침대만 해석을 하여, 전에 집을 해석해놓은 것을 조합해서 해석을 한다면 유용하겠지요. 이것을 부분구조합성법이라합니다. 부분구조합성법 해석기술에 대한 연구도 많이 이루어지는 것 같습니다. 시스템규명기술개발과 뇌진설계에 대해서도 연구가 많이되는 것 같습니다.
회전기계진동분야는 회전기계 해석기술개발, 실험에 의한 시스템 규명, 가스터빈, 터보압축기, 기어박스등 회전기계 동특성 해석, 드럼세탁기 오토 볼 밸런싱기술 개발, 초고속 회전기계 field balancing 기술, disk 제어, 마그네틱베어링 제어등 많은 분야에 연구가 되고 있는 것 같습니다.
소음진동공학회지, Joural of sound and vibration, IMAC, ASME등 논문 검색을 해보시면 더 자세히 알 수 있을것으로 생각이 됩니다.
Steam Turbine과 같이 대형 Rotor의 경우 Low Speed Balance를 보기
위해서는 현장에서 Shop까지 이동하는 것이 현실입니다.
물론 Field Balancing도 가능합니다만 현실적으로 전문인력도 부족
하지만 Balancing Test가 결코 쉽지 않습니다.
그러므로 선진국의 경우 Balancing Test 장비 일체를 현지로 이동 할
수 있도록 한창 연구되고 있고 일부에서는 실시 중에 있습니다.
또한 고속기계인 Turbo Impeller는 아직도 외국업체에 맡기는 경우가
없지 않습니다. 국내에서 내노라하는 업체가 없는 것은 아니나 역시
그 Equipment의 Vendor에서만이 해결되는 사례를 겪기 때문입니다.
회전기계의 진동문제는 진동이론만으로 결코 해결되지 않으며 풍부한
실무경험이 뒤받침되어야 하는 것도 진동문제의 해결과제입니다.
즉 제가 보는 한 진동문제를 해결하기 위해서는 약 80%의 실무적 지식
과 20%의 진동지식이 필요하다고 봅니다.
그러므로 진동협회 또는 진동연구회라도 있다면 진동사례를 적극 수집
하고 발표회도 가지며 Data Base를 구축하여 집대성할 필요를 늘 느끼
고 있습니다. 또한 Simulation 장비 및 실험실을 통해서 진동 실무 전
문가를 국가적 차원에서도 확보해야 한다고 봅니다.
대형 Rotor의 Spinning Test시에는 지하 또는 지상의 진공 Room 속에
서 High Speed Balacing Test를 실시하는데 1회에 약 5천여만원 정도를
지불 해야하며 결국 그 희소성때문인지 부르는게 값이라는 인식을 갖고
있습니다.
High Speed Test는 원칙으로 제작 또는 특별부위의 보수시 등에만 적
용하도록 되어 있다면 굳이 필요없는 Test라고 봅니다만 진동인식 부족
에서 오는 넌센스라는 것이 개인적인 생각입니다만....
앞으로 공부할께 너무 많네요..