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그네를 계속 밀어주지 않으면 멈추게 되는 것이 대표적인 감쇠현상으로, 이 현상은 총체적으로 물체가 지니고 있는 에너지의 손실을 수반한다. 감쇠가 너무 크면 물체는 외란을 받아도 진동을 일으키지 않는데, 진동을 발생시키지 않는 최소한의 감쇠 크기를 임계감쇠(critical damping)라고 한다. 임계감쇠보다 더 큰 감쇠를 과도감쇠(overdamped)라고 부르며, 문을 천천히 열고 닫기 위해 부착하는 댐퍼(damper)는 이러한 과다감쇠의 한 예이다. 반대로 인계감쇠보다 낮은 감쇠를 갖는 물체의 진동은 천천히 정지하게 된다.
감쇠를 야기시키는 원인에는 여러 가지가 있다. 그 중 하나인 마찰(friction)은 건조상태에서 발생하는 쿨롱 마찰력(Coulomb frictional force)에 의한 감쇠효과로서 미끄러지는 두 면 사이의 정전기력 때문에 생기며 운동에너지를 열로 소모시킨다. 윤활유나 자동차의 충격흡수 장치에 주입되는 유체에서 발생하는 에너지 감쇠현상을 점성감쇠(viscous damping)라고 한다. 이러한 감쇠는 유체의 유동과 수직방향으로의 유동의 상대적인 속도차이에 비례한다. 외부의 감쇠작용이 없어도 움직이는 구조물 내부에는 에너지 손실이 발생할 수 있는데, 이것을 히스테리 감쇠(hysteretic damping) 또는 구조 감쇠(structural damping)라고 부른다. 히스테리 감쇠는 물체가 변형되었다가 다시 원래 상태로 돌아가는 과정을 반복하면 고체 내의 결정 격자가 제멋대로 진동하거나 유체 내의 분자가 마음대로 움직이면서 운동에너지를 흡수하기 때문에 발생한다.
또 다른 종류의 감쇠현상도 있다. 라디오와 같은 전파 수신기 내의 공명 전기회로에 교류가 들어왔다 나갔다 하면 전기저항이 생겨서 에너지가 감소한다. 복사감쇠(radiation damping)의 경우는 전자와 같이 전기를 띠고 움직이는 입자의 진동에너지가 일단 전자기 에너지로 변환된 후 전파·적외선·가시광선의 형태로 방출된다. 자기감쇠(magnetic damping)는 코일이나 진동체에 붙어 있는 알루미늄판에서 발생한 와전류(eddy current)가 자석의 두 극 사이를 흐를 때 운동에너지가 열로 소모되기 때문에 발생한다.
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동적인 하중을 받는 물체나 동적 시스템의 동적인 요동(진동)은 물체 혹은 동적 시스템 내부에 존재하는 감쇠(damping) 요인에 의해 그 움직임이 시간과 더불어 소멸하게 된다. 이것은 외부에서 가한 에너지가 감쇠를 통해 손실되기 때문인데, 감쇠에 의한 손실의 정도를 나타내는 지표로 손실계수가 사용되고 있다.
손실계수란 동적 하중을 받는 물체나 동적 시스템이 1주기 동안 축적할 수 있는 최대 변형률 에너지(strain energy) 중에서 감쇠에 의해 1주기 동안 소실되는 에너지 량의 상대적인 비율로 정의된다. 히스테리시스 손실(hysteresis loss)에 따른 구조감쇠(structural damping)에 있어서 감쇠의 정도는 이러한 손실계수를 이용하여 표현된다. 손실계수를 탄성계수(elastic modulus) 혹은 전단 탄성계수(shear modulus)에 곱한 값을 허수로 하여 실수값인 탄성계수 혹은 전단 탄성계수에 더한 복소 탄성계수 혹은 복소 전단 탄성계수를 도입하여 구조감쇠를 반영하고 있다.
조화가진(harmonic excitation)의 경우, 손실계수는 물체 혹은 동적 시스템이 지니고 있는 감쇠비(damping ratio)의 2배에 해당된다. 철이나 알루미늄과 같은 금속의 손실계수는
물체가 외부로부터 동적인 하중을 받아 진동하거나 운동하게 되면, 물체의 동적인 움직임을 저지하려는 힘, 즉 감쇠력(damping force)이 물체에 작용하게 된다. 감쇠력은 감쇠를 유발시키는 원인에 따라 구조감쇠(structure damping), 점성감쇠(viscous damping) 등 여러 가지 유형으로 분류된다. 그리고 감쇠의 크기 즉, 감쇠계수(damping coefficient)는 물체 그 자체 그리고 물체의 동적인 환경에 따라 변할 뿐만 아니라, 물체가 진동하는 주파수에 따라서도 현저한 변화를 나타낸다.
따라서, 해당 동적 시스템에 정확한 감쇠계수를 반영하기란 쉬운 일이 아니다. 감쇠를 수반한 동적인 거동을 유한요소 해석을 위한 행렬방정식으로 전환시키면 [C]라는 감쇠행렬이 생성된다. 이 감쇠행렬을 단순히 물체의 강성행렬(stiffness matrix)이나 질량행렬(mass matrix)에 상수를 곱하는 방식으로 계산하는 감쇠를 비례감쇠라고 부른다. 비례감쇠에는 강성행렬과 질량행렬의 선형조합(linear combination)으로 나타내는 레일레이 감쇠(Rayleigh damping), 질량행렬에만 상수를 곱하여 표현하는 질량 비례감쇠(mass proportional damping) 그리고 감성행렬에만 상수를 곱하여 표현하는 강성 비례감쇠(stiffness proportional damping)가 있다.
그리고 질량행렬과 강성행렬에 곱해지는 상수는 실험으로 구한 해당 물체의 감쇠비(damping ratio)에 맞도록 설정하게 된다. 한편, 세 가지 유형의 비례감쇠 중에서 어느 것을 사용할 것인가는 해당 문제의 동적 특성을 토대로 해석자가 경험에 비추어 선택하는 것이 일반적이다.
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물체의 운동을 저지하려는 성질을 감쇠(damping)라고 부르며, 감쇠를 유발시키는 근원에 따라 구조감쇠(structure damping), 유체감쇠(viscous damping), 마찰감쇠(frictional damping)로 대별된다. 한편, 감쇠는 물체 전 영역에 걸쳐 존재하는 경우와 부분적으로 존재하는 두 경우로 구분할 수 있다.
위에서 열거한 감쇠 유형 중에서 유체감쇠는 유체의 전 영역에 걸쳐 분포하는 반면, 구조와 마찰감쇠는 감쇠를 나타내는 재료와 마찰이 발생하는 특정 부분에만 한정된다. 한편, 자동차 상하 진동을 저감시키기 위한 현가장치에 부착되어 있는 완충기(shock absorber)는 자동차의 한 지점에 감쇠력을 전달하고 있다. 앞서 언급한 물체 전 영역 혹은 부분 영역에 걸쳐 분포하는 감쇠는 수치해석(numerical analysis)에서 감쇠행렬(damping matrix)로 계산되어 행렬방정식 속으로 포함된다. 하지만 완충기와 같이 물체의 한 지점에 감쇠장치가 부착되어 있는 경우에는 감쇠요소를 이용하여 물체에 전달되는 감쇠를 반영시켜야 한다.
이와 같이 감쇠요소는 동해석 모델에서 완충장치의 감쇠효과를 반영하기 위해 사용된다. 감쇠요소의 단위는 힘/속도이며, 정적해석에서는 사용되지 않는다. 감쇠요소도 축 하중과 비틀림 하중을 지탱할 수 있으며, 주로 외부 감쇠장치 대신 사용된다. 동해석이 가능한 대부분의 상용 유한요소해석 프로그램에서는 이러한 감쇠요소를 제공하고 있다.
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