패시브 제진대
패시브 제진시스템
패시브 제진시스템은 일반적으로 질량 – 스프링 – 댐퍼 시스템으로 구성되어 있습니다. 주로 코일스프링(Coil Spring), 방진고무(Elastomer Pad), 공기스프링(Air Spring)등을 사용하며 지반의 진동이 전달되지 않도록 하거나, 진동원이 지반에 진동을 전하지 못하도록 차단하는 데 사용됩니다. 단순한 구성으로 최대의 제진효과를 얻을 수 있다는 장점이 있으나, 저주파 대역에서의 공진 및 제진 성능 미흡, 긴 정착 시간, 조작성이 떨어지는 등의 한계가 있습니다.
패시브 제진시스템의 구성
제진
제진은 구조물의 내부나 외부에서 구조물에 영향을 주는 진동에 대해 제어력을 가하여 진동을 줄이는 것을 의미합니다. 산업이 빠르게 발달함에 따라, 측정장비 등에 영향을 주는 진동을 제거하기 위해 제진대가 개발되었습니다. 이러한 제진대에서 제진효과에 영향을 주는 두가지 요소는 진동절연재의 고유진동수(Natural Frequency)와 감쇠(Damping)입니다. 고유진동수는 어떤 물체가 공진하는 주파수를 말하며, 감쇠는 진동동계에서 에너지를 소멸시켜 진동을 줄이는 특성을 말합니다.
이때, 고유진동수와 지반 진동의 진동수 비(f/fn)를 진동전달율이라고표현하며 제진효과를 결정하는 척도로 사용됩니다. 제진대는 고유진동수가 낮을수록, 지반 진동의 진동수가 클수록 제진 효율이 좋습니다. 즉, 진동전달율이 낮을수록 제진효과가 탁월합니다.
진동수 비(f/fn)는 1.414 보다 작을 때는 증폭이 되고, 1 일 때 즉 고유진동수와 지반진동수가 같을 때는 최대 증폭이 일어나며, 1.414 보다 클 때는 제진이 됩니다. 일반적인 제진시스템은 코일스프링(Coil Spring)과 공기스프링(Air Spring)으로 구분되며, 코일스프링은 구성에 따라 비감쇠와 감쇠로 구분됩니다.
비감쇠코일스프링은 공진점(f/fn)에서 증폭되지만 제진효율은 좋습니다. 반면에 감쇠코일스프링은 공진점에서 증폭이 감쇠하나 제진 효율은 낮아집니다. 공기스프링은 코일스프링과 달리 공진점에서 최소 증폭과 고효율, 두 가지를 동시에 구현할 수 있습니다.
The natural frequency of the pneumatic isolator (passive vibration isolation) is defined by a function of the effective cross-sectional area of the piston and the pressurized volume of chambers.