2012-10-12 [Q&A] 주파수 응답함수와 전달율의 관계?
작성자 : kim2kie
(2022-10-01)
조회수 : 2475
[Q] ------------
진동에 대해서 공부를 하긴 했는데, 잘 개념이 없네요...
저희는 회사에서 진동 시험도 할 수 있고, 제가 진동계측장비도 운용할 수 있습니다. 해석도 하구요..
근데 잡히지 않는 개념이 하나 있어서요!!!
주파수 응답함수와 전달율과의 관계입니다.
질문의 배경은
계측기를 통해 Modal Test를 FRF로 하곤 했는데, 아무것도 모르는 사람이 이런 질문을 했어요..
"모달 테스트 중 FRF를 했는데, 내가 입력으로 가진을 주었을 때, 그 응답으로 값이 나오는 것이니까?
내가 준 가진에 대한 응답으로 보면 되지?
내가 1을 주었을 때, 고유진동수에서 10의 값이 나왔으니까? 이 시스템은 전달률이 10배인거지?, magnitude 에 대한 의미가 뭐야? "
라는 질문입니다.
진동 계측기로 FRF를 했을 때, 주파수와 Mode Shape, 그리고 Damping 값을 알아내는 것으로 알고 있습니다.
Imaginary의 위상 변화로 고유진동수를 찾아내는 것은 알겠는데, Magnitude로 무엇을 알 수 있는지 의문이 생겼습니다.
또, 내가 준 가진에 대한 응답이니까, 전달률이 10이 되는 것이 아니냐는 질문에 쉽게 답할 수 없었습니다.
그리고 진동해석에서 Normal Mode 해석을 하면, 주파수와 Mode Shape, Effective Mass를 다 알 수 있는데, 주파수 응답해석을 해서 Damping 값을 적용하는 것 말고
딱히 쓰는 이유를 설명 못하겠습니다.
주파수 응답해석은 Unit force에 대한 응답이라고 나와 있던데, 그 얘긴 단위 입력에 대한 응답이므로, 그 값이 전단률이라고 보면 되는건지요?
책에 내용을 봐도 잘 이해가 되지 않습니다.
1. 주파수 응답함수와 전달율의 관계를 알고 싶습니다. 혹시 물리적 현상으로 설명이 되었으면 더 이해하기 쉬울 것 같구요.
2. 진동 측정(FRF)에서 magnitude에 대한 의미는 무엇인가요?
[A] ---------------
부족하지만 저의 소견을 간단히 적겠습니다.
1. 주파수 응답함수(FRF)와 전달률(TR)
FRF는 실제로 복소수입니다. 따라서 FRF x 하중 = 응답을 구할 수 있습니다 (중첩 적분).
즉, 정적해석에서 유연도(1/K)와 의미가 같습니다. 즉, “변위 = 유연도 x 하중“인 것과 같습니다.
TR은 크기의 비 만을 나타내는 실수 입니다. 따라서 입력 크기를 알면, 출력 크기를 구할 수 있습니다.
FRF는 (크기와 위상각을 갖는) 정확한 응답을 구할 수 있는 반면에, TR은 크기 만을 구할 수 있습니다.
FRF는 주로 입력하중에 의한 응답(변위,속도,가속도)을 구하는 반면에, TR은 입력변위와 출력변위의 비 또는 입력변위와 출력하중의 비 등으로 다양하게 바꿀 수가 있습니다.
2.
|FRF|를 사용하면 근사적으로 peak picking법 및 1/2 반감대역폭 등을 사용하여 근사적으로 고유진동수 및 감쇠비를 추정할 수 있습니다.
짧고 부족한 답변이었습니다.