자유진동

• 자유진동: 외력이 사라진 뒤 초기 변위·충격만으로 진동.
• 강제진동: 회전 불평형 등 주기적인 외력이 계속 작용.
• 감쇠진동: 에너지 손실로 진폭이 감소.
• 비감쇠진동: 이상적으로 에너지 손실이 없는 진동.
• 자기여진진동: 마찰·유체력 등 계 내부의 피드백으로 진동이 유지.
• 과도진동: 기동·정지·충격처럼 짧은 시간에 나타나는 응답.
• 불규칙진동: 일정 주기를 갖지 않는 랜덤 신호.

회전속도가 계의 고유진동수와 일치하여 공진이 커지는 속도를 위험속도(critical speed)라 한다. 기동·정지 때 위험속도를 통과할 수 있으므로 정상 운전점을 공진에서 떼고, 통과시간·감쇠·축계 강성을 함께 검토한다. 정적 변위에 대한 동적 응답 진폭의 비를 동적배율이라 하며 공진 부근에서 커진다. 입력 진동 또는 힘이 지지부를 통해 얼마나 전달되는지를 나타내는 전달률은 주파수비와 감쇠에 좌우되며, 방진은 공진영역을 지나 충분한 절연영역에서 운전해야 효과가 난다. 스트로보스코프는 회전체에 주기적으로 번쩍이는 빛을 비추어 점멸주파수와 회전이 동기될 때 정지한 것처럼 보이게 하여 속도·운동을 관찰한다. 고조파·분주파에서도 정지상처럼 보일 수 있으므로 회전수의 배수 관계를 확인하고, 정지해 보이는 회전체에 손을 대지 않는다. 정현파의 한 주기 절대값 평균은 Peak의 $\text{2/π ≈ 0.637}$배이고, RMS는 $\text{1/sqrt2 ≈ 0.707}$배이다. ‘평균값’이 부호를 포함한 한 주기 평균인지, 정류평균인지 문제 조건을 확인한다.

범위 확인: 진동 기초는 변위·속도·가속도, 진폭·주파수·위상과 질량·강성·감쇠의 관계로 설비 응답을 해석한다.

‘자유진동’은 진동 기초 문제에서 장치 선정, 계산 조건 또는 고장 판단의 기준이 됩니다. 비슷한 명칭만 외우면 적용 대상과 직접 원인을 혼동하기 쉬우므로 정의 → 작동 원리 → 적용 조건 → 확인 방법의 순서로 구분해야 합니다.

진동 기초는 변위·속도·가속도, 진폭·주파수·위상과 질량·강성·감쇠의 관계로 설비 응답을 해석한다.

가진주파수가 고유진동수에 가까워지면 공진이 커지고 감쇠가 응답을 제한한다. 같은 정현파라도 변위·속도·가속도 진폭은 각주파수에 따라 달라진다.

이 문제군의 직접 근거

• 자유진동은 외부의 지속 가진 없이 계의 질량과 강성에 의해 고유진동수로 발생한다.

상위 항목군의 공통원리를 이해한 뒤 현재 개념의 고유한 대상·조건·기능을 분리합니다.

1. 진폭의 표현값과 단위를 확인한다.
2. 회전주파수·고유진동수·가진주파수를 구분한다.
3. 주파수비와 감쇠를 이용해 공진·절연 여부를 판단한다.

조건이나 단위가 제시된 경우에는 생략하지 말고 정답 문장에 다시 대입해 확인합니다.

• 문제의 긍정형·부정형을 먼저 표시합니다.
• 진폭의 표현값과 단위를 확인한다.
• 회전주파수·고유진동수·가진주파수를 구분한다.
• 주파수비와 감쇠를 이용해 공진·절연 여부를 판단한다.
• 마지막으로 ‘자유진동’이 문제에서 요구한 조건을 모두 충족하는지 확인합니다.

자유진동: 자유진동은 외부의 지속 가진 없이 계의 질량과 강성에 의해 고유진동수로 발생한다.

• 문제 근거: 27차 정규화 대표문제 U-173
• 이론 근거: 설비보전기사 필기 이론 최종 정리본(2025–2028) — ‘2.2 진동의 종류’
• 원문 출처 1: https://www.comcbt.com/xe/webhaesul/9620121
• 원문 출처 2: https://cbtbank.kr/exam/de20200606
• 원문 출처 3: https://cbtbank.kr/exam/de20190303
• 원문 출처 4: https://cbtbank.kr/exam/de20130928
• 공개 상태: 확정 문제와 연결된 공개 후보