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 동역학
(Dynamics) |
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정지상태에 있는 물체를 해석하는 역학을 정역학이라 한다면 움직이는 물체의 해석을 다루는 역학의 한 분야를 동역학이라 한다. 정역학에 대한 연구가 그리스 시대에 까지 거슬러 올라간다면 동역학에 관한 이론은 그 한참 후인 갈릴레오에 의해 서야 비로소 정식적으로 다뤄지기 시작한다. 갈릴레오의 등가속운동에 대한 실험이 이후의 뉴튼의 유명한 운동방정식을 이끌어 내게 된 것이다.
동역학(Dynamics)은, 운동을 야기하는 원인에 대한 설명없이 위치, 속도, 가속도와 시간의 개념 만을 이용하여 운동의 기하학을 다루는 운동학(Kinematics)과 어떤 주어진 임의의 운동을 위해 요구되는 힘을 결정하거나 가해진 힘에 의해 발생하는 움직임을 예측하기 위해 물체의 운동과 질량, 힘들 사이에 존재하는 관계를 탐구하는 동역학(Kinetics)의 두 부분으로 나누어진다. 또한 취급하는 물체의 특성에 따라서 그 물체의 크기에 상관없이 전체적인 움직임만을 생각하는 질점 동역학(Dynamics of particles)과 전체적인 운동뿐 아니라 그들의 회전 및 자세까지 다루는 강체동역학(Dynamics of rigid bodies)으로도 구분할 수 있다.(이들의 구분은 자의적으로, 해석하고자하는 관심의 촛점이 어디에 있느냐에 의해 임의로 결정되어 질 수 있다.)
동역학은 기계공학부 2학년과정에 개설되어 공학을 전공하는 학생들에게, 주어진 시스템을 간단하고 논리적인 방법으로 분해하고 거기에 기본원칙을 적용하여 시스템을 해석할 수 있 는 능력을 개발시키는데 그 목적을 두고 있으며 크게 다음의 4분야로 나뉘어 배우게 된다.
동역학은 열역학, 유체역학, 재료역학과 더불어 기계공학의 가장 기본적인 학문으로서 여타 과목과는 다르게 원리보다는 응용력에 주의를 기울여야 하는 과목이다. 그러므로 동역학의 기본이론뿐만 아니라 다양한 실제문제를 통해 원리를 익히는 것이 중요하다.
| 기계진동학
(Mechanical Vibration) |
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진동학은 물체의 반복적인 운동과 거기에 관련된 힘을 다루는 학문으로 더욱더 고속화, 정밀화 되어가는 기계나 경량구조를 지향하는 현재의 추세에 기인하여 최근에 매우 각광받는 분야가 되었다.
질량과 탄성을 가진 모든 물체는 진동할
수 있으며 그 결과 대부분의 기계나 구조물은 어느 정도 진동을 하게 된다.
일반적으로 기계나 구조물에서의 진동은 재료의 수명을 단축시키게 되고 에너지
손실을 가져오며 소음을 동반하게 되므로 바람직스러운 것이 아니다. 그러므로
적절한 설계를 통해 진동을 제거하거나 최대한 감소시켜야 하는 것이다.
대개 진동은 외부로부터 시스템에 가해지는
별도의 힘 없이 시스템 자체의 고유한 힘(복원력) 의 작용에 의한 자유진동(Free
vibration)과 외력의 반복적 작용하에서 발생하는 강제진동(Forced vibration)의
두가지로 나뉠 수 있다.
기계진동학은 학부 3학년과정에 개설되어 있으며 동역학과 미분방정식에 대한 지식을 미리 정리해 두면 도움이 될 것이다.
| 기계공학실험 |
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기계 구조물의 과도한 진동은 공학적인 관점에서 효율과 쾌적함에 영향을 미치는
중요한 요소이며, 때에 따라서는 적절하게 제어된 진동이 요구되어지기도 한다. 기계 진동학은 기계 구조물의 반복적인 운동을 공부하는
학문으로 기계 진동학에 대한 지식, 즉 진동 현상의 해석, 측정, 제어기술 등을 필요로 한다.
기계공학실험 II 에서는 기계 진동 실험에 필요한 기본적인 진동 신호처리 기법을
공부하고, 진동 실험 장비의 사용법을 익히며 일자유도계(S.D.O.F.), 다자유도계(M.D.O.F.), 연속계의 진동 현상을 측정, 제어할
수 있는 기술을 습득하는 것을 목표로 한다.
| 새내기세미나 |
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본 과목은 종합적인 공학개념의 습득과 창의적 사고의 유발을 강조하는 과목이다. 공학의 기초 소양으로서 말하기, 쓰기, 발표하기를 강조하고 소수 그룹활동에 근거한 연구과제 작성, 산업현장 방문 등을 포함한다. 산업계 및 연구계 전문가의 특별강연을 통하여 실제적인 공학을 함께 소개하고 학생들의 자발적인 참여와 흥미를 유도한다.
* 이 페이지에는 [새내기세미나 강의자료]를
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| 졸업설계 |
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| 고등동역학(Advanced
Dynamics) |
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본 교과과정은 질점 혹은 강체로 구성된 시스템이 외부로부터 힘을 받아 운동을
하는 것을 해석하기 위한 기본 능력을 배양시키는데 학습목적을 두고 있다. 이 학습을 효과적으로 수행하기 위해서는 우선 여기에 사용되는 물리적
용어들과 그 개념들을 정확하게 이해해야 한다. 또한. 이들을 수학적으로 표현하고 그 관계를 구할 수 있어야 하는데 이를 위해서는 기준틀,
좌표계, 그리고 벡터의 미분과 같은 수학적인 용어 및 개념들도 이해하여야 한다. 사용되는 주요한 물리적 용어들로는 위치, 자세, 속도,
각속도, 가속도, 각가속도 등 물체의 움직임과 관련된 용어들과 질량, 질량중심, 관성모멘트, 등 물체의 관성과 관련된 용어들, 힘 토크,
모멘트 등 운동의 요인과 관련된 용어들, 그리고 운동에너지, 보존에너지 등과 같은 용어들이 있다. 본 교과과정에서는 이러한 용어들을 수학적으로
표현하고 그들을 사용하여 시스템의 운동방정식을 유도하는 방법을 익히는데 그 최종적 목표를 둔다.
| 구조동역학
(Structural Dynamics) |
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본 교과과정의 수업목표는 동역학 전반에 관한 지식을 습득하는 것이다. 교과내용은 Kane동역학 이론에 근거한 다물체시스템의 기구학 및 동역학 해석방법과 구조진동 해석방법, 연속체 운동 방정식의 유도를 위한 Hamilton's Principle, 연속체해석을 위한 Approximation Method, Kane방법을 이용한 연속체의 상미분 운동방정식 유도법, 가상모드 사용법에 기초한 보와 평판의 상미분 운동방정식 유도방법, 그리고 강체운동에 의한 구조물의 강성변화효과 등을 포함한다.
*참조자료
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No.
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내용
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1.
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2.
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| 산학
강좌 |
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