강성 이해

1. 정의: 강성이란 무엇인가?

단단함 물체나 구조물이 가해진 힘에 반응하여 변형이나 처짐에 저항하는 정도를 나타내는 기본적인 물리적 특성입니다. 진동 분석강성(종종 'k' 문자로 표시됨)은 질량(m)과 함께 세 가지 주요 속성 중 하나입니다. 제동 (c)는 모든 기계 시스템의 진동 동작을 제어합니다.

강성이 높은 부품은 주어진 하중에서 변형이 거의 없는 반면, 강성이 낮은 부품은 변형이 크게 발생합니다. 예를 들어, 두껍고 짧은 강철 막대는 강성이 높은 반면, 길고 얇은 고무줄은 강성이 매우 낮습니다.

2. 진동에서 강성의 중요한 역할

시스템의 강성은 시스템의 성능을 결정하는 주요 요소입니다. 고유 진동수. 고유 진동수는 시스템이 교란된 후 자유롭게 진동할 때 발생하는 진동수입니다. 이 관계는 다음 기본 공식으로 정의됩니다.

고유 진동수(ωn) ≈ √(k / m)

여기서 'k'는 강성이고 'm'은 질량입니다. 이 관계식은 다음을 보여줍니다.

• 강성 증가 ~ 할 것이다 증가하다 고유 진동수.
• 강성 감소 ~ 할 것이다 감소하다 고유 진동수.
• 질량 증가 ~ 할 것이다 감소하다 고유 진동수.

3. 강성과 공명

이 관계는 다음과 같은 현상 때문에 매우 중요합니다. 공명. 공명은 강제 주파수(예: 달리기 속도 기계의 진동수가 시스템의 고유 진동수 중 하나와 일치합니다. 이 경우 진동 진폭이 급격히 증폭되어 조기 마모 및 심각한 고장으로 이어지는 경우가 많습니다.

따라서 공진 문제를 진단하고 해결하려면 강성을 이해하는 것이 필수적입니다.

• 문제 진단: 기계가 공진 상태에 있는 경우 분석가는 강제 주파수가 자연 주파수에 너무 가깝다는 것을 알 수 있습니다.
• 솔루션 디자인: 문제를 해결하려면 분석가는 시스템의 고유 진동수를 변경해야 합니다. 기계의 질량이나 강제 진동수(가동 속도)를 변경하는 것은 종종 어렵기 때문에 가장 일반적인 해결책은 강성을 변경하는 것입니다. 브레이스나 거셋을 추가하거나 기계의 기초를 개선하면 시스템의 강성이 증가합니다. 이렇게 하면 고유 진동수가 증가하여 강제 진동수에서 멀어지고 공진 조건이 제거됩니다. 주파수 응답 함수(FRF) 측정은 고유 진동수의 변화를 확인하는 데 사용됩니다.

4. 기계 진단의 강성

강성의 변화는 또한 단층이 발달하고 있다는 직접적인 지표가 될 수 있습니다.

• 설사: 기계 프레임이나 기초에 느슨한 장착 볼트나 균열이 발생하면 국부적인 강성이 크게 저하됩니다. 이로 인해 기계의 진동 진폭이 증가합니다. FFT 스펙트럼, 기계적 느슨함은 종종 일련의 배음 (1X, 2X, 3X 등) 주행 속도의
• 소프트 풋: 이러한 상태에서는 기계 받침대가 바닥에 평평하게 놓이지 않아 왜곡되고 비선형적인 강성 프로필이 생성되어 진동이 심해지고 정렬이 어려워질 수 있습니다.
• 베어링 마모: 베어링이 마모되면 구름 요소와 레이스 사이의 간극이 증가합니다. 이는 로터 지지 시스템의 전반적인 강성 감소로 볼 수 있으며, 이로 인해 로터의 임계 속도가 낮아질 수 있습니다.

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