진동

진동(Vibration, 振動)은 물체의 위치, 전류의 세기 등 물리량이 일정시간마다 일정한 값으로 규칙적으로 변동하는 현상을 가리킨다. 다른 방식으로 기술하면 평형점을 중심으로 시간에 따라 반복적인 변화를 일으키는 기계적 현상을 가리킨다.

개요

진동은 자연계에 보편적으로 존재하는 현상이다. 음성, 빛, 열을 포함한 여러 물리현상에 진동이 들어 있으며 인체의 심장 박동, 고막, 성대에도 진동이 들어 있다. 생활에 음성과 음악이 없을 수가 없고 음성과 음악의 생성, 전파와 접수는 진동을 피할 수가 없다. 엔지니어링 영역에도 진동은 곳곳에서 볼 수가 있다. 예하면 교량과 건축물은 갑작스레 불다가 갑자기 그치는 거센 바람 또는 지진이 영향에 따른 진동, 비행기나 선박이 항행중에 발생하는 진동, 공작기계나 툴이 가공과정에 발생하는 진동, 동력설비들의 진동 등이 있다.

상당수의 경우에 진동은 나쁜 영향을 미친다고 인식된다. 예를 들면 진동은 정밀 계측장비의 계측 정밀도를 떨어 뜨리고 가공설비들의 가공정밀도를 떨어 뜨리며 구조물의 노화나 마모를 증가하여 기계나 구조물의 수명을 줄인다. 진동은 구조물의 변형을 유발하기도 하는데 예를 들면 어떤 다리는 진동으로 인해 무너지고 비행기 날개의 진동이나 떨림은 종종 사고를 유발하며 자동차나 선박 및 캐빈의 진동은 승차감을 악화시키고 강력한 소음은 심각한 공해를 초래한다.

하지만 진동은 적극적인 면도 있다. 예하면 진동은 통신, 방송, 텔레비죤 방송, 레이다 등의 기본으로 되며 1950년대 부터는 진동을 이용한 생산설비와 공정기술들이 개발되었다. 예하면 진동 수송, 진동 선별, 진동 연마, 진동항타기(振動打欌機), 진동응력제거기 등이 있다. 이러한 설비와 기술은 생산조건을 대대적으로 개선하고 대폭적으로 생산효율을 향상시켰다.

서로 다른 영역에서 진동현상은 서로 틀리지만 유사한 수학과 역학 방식으로 기술할 수가 있으며 이는 공동한 특징을 기반으로 공인하는 이론을 구축하여 여러 가지 진동에 관한 문제를 처리하는 가능성이 있다는 이야기이다. 진동에 관한 연구는 수학, 물리, 실험과 계산기술을 이용하여 여러 진동 현상의 작동원리를 분석하고 진동의 기본법칙을 해석하는데 주력하며 진동의 나쁜 영향을 극복하고 적극적인 요소를 활용하여 현실적으로 부딪히는 진동문제의 해결방안을 제공하는데 이론적인 근거를 제공한다.

진동의 종류

• 자유진동(Free vibration) - 단순조화진동이라고도 한다. 외부에서 주기적(週期的)인 힘을 가하지 않아도, 고유의 주기와 진동수로 진동을 계속 하는 현상을 가리킨다. 이 때 진동수를 고유 진동수라고 한다. 다른 말로 표현하면 시간이 아주 많이 흘러도 진폭이 작아지지 않는 진동을 가리킨다.
• 감쇠진동(Damped vibration) - 마찰력이나 저항과 같은 외력에 의해 진폭이 시간에 따라 감소하는 진동을 가리킨다.
• 강제진동(Forced vibration) - 시간에 따라 변동하는 외력 또는 외장(外場)의 영향을 받아 강제적으로 발생하는 진동을 가리킨다.

진동 원인

• 불평형과 오정렬로 발생하는 진동 - 불평형은 진동의 가장 큰 원인이며 불평형으로 발생하는 진동은 주파수가 문제부품의 회전속도와 같으며 진동의 세기는 불평형의 정도에 비례한다. 회전자는 불평형일때 측방향으로 높은 진동이 발생하는 경우가 바로 그 사례이다. 오정렬도 불평형처럼 보편적으로 존재하는 문제이며 축과 베어링을 그 사례로 들 수 있다.
• 편심으로 인해 발생하는 진동 - 편심은 기계적 진동현상이 발생하는 일반적인 원인이다. 회전축의 중심이 회전자(回轉子)축의 중심과 일치하지 않을 경우 편심이 발생한다.
• 왕복에 따라 발생되는 진동 - 왕복작용을 이용한 기계의 운전에서 발생한다. 왕복식 압축기, 피스톤 펌프, 가솔린 엔진 등은 왕복 운동 부품의 관성이 피스톤에 가해지는 압력의 변화에서 발생한다.
• 마찰로 인해 발생하는 진동 - 기계의 고정부품과 회전부품사이에서 일어나는 마찰은 회전속도 또는 2배의 주파수를 가진 진동을 유발시키며 매우 높은 주파수의 진동과 소음을 발생시킨다. 지각판의 충돌로 마찰이 생겨 진동이 발생하는 경우도 있는데, 이것이 흔히 말하는 지진이다.
• 공진에 따라 발생하는 진동 - 모든 물체는 고유진동수를 갖고 있으며 이 고유진동수에 해당하는 전파나 파동을 흡수하는 성질을 갖고 있다. 특정 진동수를 가진 물체가 같은 진동수의 힘이 외부에서 가해질 때 진폭이 커지면서 에너지가 증가하는 공명현상이 발생한다.
• 점성의 기동저항에 따라 발생하는 진동
• 열팽창에 따른 진동
• 발진기(Oscillator)에 의한 진동
• 열역학적 진동 - 전기회로 내의 전자는 항상 스스로 진동한다. 이는 입자의 운동량-위치의 불확정성 원리에 기인하기 때문에, 없앨 수 없는 최소한의 잡음이며 전기회로와 전파공학 등에서는 열잡음, 음향·영상학에서는 화이트 노이즈라 부른다.
• 비선형소자에 의한 고조파 진동 - 모터, 인버터, 증폭기 등의 비선형소자를 통과한 전기 신호에는 원 신호 배수의 주파수를 가진 신호가 추가되는데 이를 고조파라 한다. 기계 및 전자제품에서 고조파는 소음, 진동(기계적 진동), 열을 발생시킨다.

진동이 인체에 미치는 영향

진동발생원에 대한 지면 진동측정을 통해 주민의 피해감(생리적 영향, 수면 영향, 주민 반응)을 평가한 자료에 따르면 통상적으로 1-9Hz의 진동수 범위내에서 진동 레벨이 60dB 정도면 감지가 되며 65-69dB 정도에서 수면장애가 발생하고 80dB 이상에서 물적인 피해가 일어난다. 90dB 를 초과하면 혈압상승 등 인체 생리기능에 영향이 일어난다.

소음에 노출되면 순환계에서는 혈압상승, 맥박 증가, 말초혈관 수축, 혈액 혈당레벨 상승 및 백혈구 수 증가 현상이 발생하며 호흡의 깊이가 감소되고 호흡 횟수가 증가된다. 소음의 영향에 관해서는 별도 문서 소음에서 찾아볼 수 있다.

참고자료

• "Vibration", Wikipedia
• 지티카케어, 〈진동현상이 인체에 미치는 영향 ?〉, 《네이버 카페》, 2017-11-23

같이 보기

• 소음
• 진동에너지

이 진동 문서는 에너지에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.

산업 : 산업, 산업혁명, 기술, 제조, 기계, 전자제품, 정보통신, 반도체, 화학, 바이오, 건설, 유통, 서비스, 에너지 □■⊕, 전기, 소재, 원소, 환경, 직업, 화폐, 금융, 금융사, 부동산, 부동산 거래, 부동산 정책, 아파트, 건물, 토지 에너지 SMR • 가속운동 • 가시광선 • 가열 • 각속도 • 감마선 • 감속운동 • 강력 • 고압 • 고온 • 고전역학 • 관성력 • 관성모멘트 • 광선 • 광속 • 광전자 • 광전효과 • 광합성 • 기압 • 냉각 • 냉방 • 뉴턴 • 대류 • 대체에너지 • 동력 • 동력원 • 라디오파 • 마이크로파 • 마찰 • 마찰계수 • 마찰력 • 마찰에너지 • 만유인력 • 만유인력의 법칙 • 무중력 • 물리에너지 • 바이오에너지 • 발열 • 발열반응 • 발화 • 방사선 • 방열 • 베타선 • 복사 • 복사선 • 복사에너지 • 부력 • 불 • 블루에너지 • 빛 • 빛에너지 • 삼투압 • 생물에너지 • 석유에너지 • 석탄에너지 • 섭씨 • 소리에너지 • 소수력 • 속력 • 수력 • 수력에너지 • 수소에너지 • 수압 • 수열 • 수열에너지 • 수직항력 • 신생에너지 • 신에너지 • 신재생 • 신재생에너지 • 알짜힘(합력) • 알파선 • 압력 • 압축응력 • 약력 • 양극선 • 양자역학 • 에너지 • 에너지밀도 • 에너지보존법칙 • 에너지원 • 에너지 효율 • 엑스선 • 엔트로피 • 역반응 • 역파장 • 역학적 에너지(기계에너지) • 열 • 열대류 • 열량 • 열복사 • 열분해 • 열에너지 • 열역학 • 열전도 • 열전도도 • 열전도율 • 열절연 • 열팽창 • 열팽창계수 • 열효율 • 온도 • 온도차 • 왕복에너지 • 왕복운동 • 운동에너지 • 원운동 • 원자력 • 원자력에너지 • 위치에너지 • 음극선 • 응력 • 인공태양 • 인장응력 • 인화 • 입자선 • 자외선 • 자유낙하 • 작용 • 재가열 • 재생에너지 • 저온 • 저압 • 적외선 • 전기에너지 • 전도 • 전자기력 • 절대온도 • 정반응 • 정지에너지 • 조력 • 조력에너지 • 조류에너지 • 줄 • 줄의 법칙 • 중력 • 중력에너지 • 지열 • 지열에너지 • 직사광선 • 직선운동 • 진동 • 진동에너지 • 진자 • 진자운동 • 천연에너지 • 청정에너지 • 친환경에너지 • 칼로리 • 탄성 • 탄성에너지 • 태양 • 태양광 • 태양광에너지 • 태양에너지 • 태양열 • 태양열에너지 • 텐서 • 파동 • 파력 • 파력에너지 • 파워 • 파장 • 폐기물에너지 • 폭발 • 풍력 • 풍력에너지 • 풍압 • 항력(드래그포스) • 해양에너지 • 핵반응 • 핵분열 • 핵분열에너지 • 핵붕괴 • 핵에너지 • 핵융합 • 핵융합에너지 • 화력 • 화씨 • 화학 • 화학에너지 • 회전 • 회전수 • 회전에너지 • 회전운동 • 흡열 • 흡열반응 • 힘 발전 교류발전기 • 마이크로 수력발전 • 물레방아 • 박테리아 발전소 • 발전 • 발전기 • 발전소 • 발전효율 • 변전소 • 비상발전기 • 소수력발전 • 소수력발전소 • 소형모듈원전(SMR) • 수력발전 • 수력발전소 • 원자력발전 • 원자력발전소 • 조력발전 • 조력발전소 • 조류발전 • 조류발전소 • 지열난방 • 지열발전 • 지열발전소 • 직류발전기 • 태양광발전 • 태양광발전소 • 태양광패널 • 태양열발전 • 태양열발전소 • 파력발전 • 파력발전소 • 풍력발전 • 풍력발전소 • 풍차 • 해양 온도차 발전 • 핵융합발전 • 핵융합발전소 • 화력발전 • 화력발전소 • 회전축 연료 CNG • LNG • LPG • 가스 • 가스충전소 • 가연성 • 갈탄 • 개질수소 • 경유(디젤) • 경질유 • 고급휘발유 • 고압가스 • 고체연료 • 그레이수소 • 그린수소 • 기체연료 • 나무 • 난방연료 • 두바이유 • 등유 • 땔감 • 면세유 • 무연탄 • 무연휘발유 • 바이오 • 바이오가스 • 바이오디젤 • 바이오매스 • 바이오에탄올 • 바이오연료 • 방사성물질 • 배기가스 • 배출가스 • 번개탄 • 부생수소 • 분별증류 • 뷰테인(부탄) • 브라운수소 • 브렌트유 • 블루수소 • 석유 • 석유화학 • 석탄 • 셰일가스 • 셰일오일 • 수소 • 수소연료 • 수소전기 • 순도 • 숯(목탄) • 압축가스 • 액체연료 • 액화가스 • 역청탄 • 연료 • 연료첨가제 • 연료화 • 연비 • 연소 • 연탄 • 오일샌드 • 오일셰일 • 옥탄가 • 용해가스 • 원유 • 유사경유 • 유연탄 • 유연휘발유 • 윤활유 • 일반휘발유 • 장작 • 점화 • 정유 • 정제 • 조개탄 • 주입 • 중유 • 중질유(中質油) • 중질유(重質油) • 증류 • 질소산화물 • 천연가스 • 천연자원 • 친환경연료 • 코크스 • 타르 • 텍사스유 • 프로페인(프로판) • 합성경유 • 핵연료 • 혼유 • 혼합가스 • 혼합기체 • 혼합연료 • 화석연료 • 화재 • 휘발유(가솔린) 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반

교통 : 교통, 교통수단, 운전 □■⊕, 운송, 도로, GTX역, KTX역, 수도권 지하철역, 인천 지하철역, 부산 지하철역, 대구 지하철역, 대전 지하철역, 광주 지하철역, 철도역, 버스터미널, 공항, 항구, 국가어항, 한국철도, 중국철도, 일본철도 운전 ACC 모드 • FSD • OFF 모드 • ON 모드 • P턴 • S코스 • T코스 • U턴 • 가감속 • 가속 • 가속도 • 가속성 • 감속 • 개문발차 • 경고 • 경유 • 경유지 • 고속 • 고속주행 • 곡예운전 • 공기저항 • 공기저항계수(CD값) • 공주거리 • 공회전 • 과속 • 관제 • 교대 • 교대시간 • 교차 • 구동 • 구동력 • 구름저항 • 급가속 • 급감속 • 급발진 • 급속 • 급정거 • 급제동(급브레이크) • 급출발 • 끼어들기 • 난폭운전 • 내구연한 • 냉간시동 • 노면소음 • 노킹 • 눈뽕 • 다운포스 • 대리운전 • 대포차 • 대향차 • 도로주행 • 도착 • 도착지 • 동승 • 뒷차 • 드라이브스루 • 드라이브인 • 락크롤링(락크라울링) • 레브매칭 • 레이싱(경주) • 로드홀딩 • 마력 • 만석 • 매직 카펫 라이드 • 모니터링 • 모닝노크 • 모범운전 • 모터스포츠 • 목적지 • 무면허운전 • 무인운전 • 무임승차 • 반자율주행 • 반클러치 • 발레모드 • 발차 • 방어운전 • 방음 • 법인대리운전 • 변속 • 보복운전 • 부스트모드 • 불법운전 • 불법유턴 • 불법택시 • 불법행위 • 빗길운전 • 사각지대 • 사납금 • 사선주행 • 서행 • 서행운전 • 소음 • 속도 • 속도위반 • 속력 • 수막 • 수막현상 • 스마트모드 • 스텔스차량 • 스포츠모드 • 스포츠 브레이크 • 승차(탑승) • 승차감 • 승차권 • 승하차 • 시각 • 시내주행 • 시동 • 시력 • 시승 • 시야 • 시야각 • 시운전 • 안전 • 안전거리 • 안전속도 • 안전운전 • 안전운행 • 앞지르기 • 앞차 • 야간운전(야간주행) • 양력 • 양력계수(CL값) • 양방통행 • 언더라이드 • 에코모드 • 엔진브레이크 • 역주행 • 열간시동(온간시동) • 옆차 • 예열 • 오토파일럿 • 와류 • 완전자율주행 • 완주 • 운임 • 운전 • 운전미숙 • 운전습관 • 운행 • 원격시동 • 위험 • 음주운전 • 음주측정기 • 응시 • 이동 • 이동권 • 일방통행 • 일시정지 • 자율주행 • 저속 • 저속주행 • 전방 • 전방주시 • 전진 • 전진기어(D) • 전후방 • 접근차 • 정속 • 정속주행 • 정지 • 정지거리 • 정차 • 제동 • 제동거리 • 제동력 • 제동성 • 제로백 • 제로턴 • 제어 • 제한속도 • 조작 • 졸음운전 • 주간운전(주간주행) • 주시 • 주행 • 주행거리 • 주행모드 • 주행저항 • 중립 • 중립기어(N) • 중속 • 중앙선 침범 • 직진 • 진동 • 차간거리 • 차박 • 차선변경 • 청각 • 청력 • 초보운전 • 추월 • 출발 • 출발지 • 출입 • 충격 • 충돌 • 측면 • 측방 • 칼치기 • 컴포트모드 • 컴포트 브레이크 • 크랩주행 • 크리핑 • 토크 • 통과 • 통행 • 트랙션 • 트롤리 딜레마 • 파킹기어(P) • 편제동 • 풋브레이크 • 풍절음 • 픽업 • 하이스트모드 • 하차 • 하차감 • 항력(드래그포스) • 항속거리 • 헛바퀴 • 환승 • 회생제동 • 횡단 • 후방 • 후열 • 후진 • 후진기어(R) • 휠핑 • 흡수 • 힐앤토 코너링 그립주행 • 급커브 • 급핸들 • 급회전 • 드리프트주행 • 랩타임 • 반시계방향 • 불법우회전 • 불법좌회전 • 선회 • 슬로우인 패스트아웃 • 시계방향 • 실조향각 • 아웃 인 아웃 • 액셀워크 • 언더스티어 • 역회전 • 오버그립 • 오버스티어 • 우측 • 우회전 • 접지력(그립) • 조향 • 조향각 • 좌우측 • 좌측 • 좌회전 • 카운터스티어 • 코너링 • 코너링 그립 • 코너링 테크닉 • 파워오버스티어 • 피봇턴 • 피시테일 • 한계그립 • 핸들링 • 회전 • 회전반경 운전자 고령운전자 • 관제사 • 기관사 • 기장 • 난폭운전자 • 대리운전기사 • 대리운전업체 • 동승자 • 마이카족 • 모범운전자 • 버스기사 • 부기장 • 선원 • 선장 • 손님 • 쇼퍼 • 스튜어드 • 스튜어디스 • 승객 • 승무원 • 승차정원 • 안내양 • 우주비행사 • 운전기사 • 운전병 • 운전자 • 음주운전자 • 장애인 운전자 • 조수 • 조종사(파일럿) • 졸음운전자 • 초보운전자 • 탑승객 • 탑승자 • 택시기사 • 트럭기사 • 함장 • 항해사 주차 고임목 • 공영주차장 • 공용주차장 • 기계식 주차장 • 노상주차장 • 노외주차장 • 무인주차장 • 반자주식 주차장 • 발레파킹 • 부설주차장 • 불법주정차 • 불법주차 • 셀프주유소 • 스마트주차 • 실내주차 • 실내주차장 • 실외주차(야외주차) • 실외주차장(야외주차장) • 옥상주차장 • 원격주차 • 이중주차 • 입차 • 자동주차 • 자동출차 • 자율주차 • 자주식 주차장 • 장애인 전용 주차구역 • 전방주차 • 주기장 (건설기계) • 주기장 (항공기) • 주유 • 주유건 • 주유기 • 주유소 • 주정차 • 주정차 금지구역 • 주차 • 주차공간 • 주차구역 • 주차권 • 주차기어 • 주차대행 • 주차료 • 주차면 • 주차시설 • 주차위반 • 주차장 • 주차타워 • 중립주차 • 지상주차장 • 지하주차장 • 직각주차 • 차고 • 차고지 • 출차 • 평행주차 • 후방주차 면허 • 관리 국제운전면허증 • 단속 • 도로교통법 • 등록 • 등록기준지 • 면허 • 면허정지 • 면허취소 • 무면허 • 사용본거지 • 여객자동차운수사업법 • 연습면허 • 운전면허 • 운전면허시험 • 운전면허증 • 운전학원 • 임시운행허가 • 자동차관리법 • 자동차등록원부 • 자동차등록증 • 자동차세 • 장롱면허 • 저공해 차량 스티커 • 취득세 • 폐차 • 폐차장 • 형간전환 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반