강제진동 - forced vibration

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고층 빌딩을 위시하여 대부분의 구조물은 고유의 탄성력과 감쇠력을 지니고 있다. 전자는 스프링으로 비유되고 후자는 댐퍼(damper)로 비유될 수 있다. 이와 같이 탄성력과 감쇠력을 지니고 있으면서 외부로부터 자극을 받으면 흔들림 거동을 보이는 물체를 총칭하여 동적 시스템(dynamic system)이라고 부른다. 강제진동이란 동적 시스템에 외란을 가하여 진동시키는 것을 의미한다.

대부분의 진동 시스템은 정도의 차이는 있지만 감쇠력을 지니고 있기 때문에 외부 하중이 제거되면 일정시간이 지나 정지상태에 도달하게 된다. 이러한 강제진동을 감쇠 강제진동(damped forced vibration)이라고 부른다. 반면, 감쇠력이 없다고 가정하고 외란에 따른 물체의 진동을 분석하는 것을 비감쇠 강제진동(undamped forced vibration)이라고 한다. 강제진동과 대별되는 진동 거동으로 자유진동(free vibration)이라고 불리는 동적 거동이 있다. 이것은 강제진동하고 있는 물체가 외란을 제거한 후에 자유로이 진동하는 동적 거동을 의미한다. 강제진동은 외란의 가진 주파수에 크게 영향을 받는 반면, 자유진동은 해당 물체의 고유한 고유진동수(natural frequency), 특히 최저차 고유진동수로 진동하게 된다.

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