Damping, Damping Force   제동, 댐핑, 감쇠 (Damping), 감쇠력

1. 제동 / 감쇠 (Damping) 이란?

  ㅇ 기계적 진동에서, 그 크기가 점차적으로 약화되는 현상
     - 운동 진폭이 시간의 경과함에 따라 감소됨

  ㅇ 통상, 감쇠력, 제동력 (Damping Force) 이란?
     - 마찰력 처럼 운동을 방해하는 힘

  ㅇ (관계식)
     - 질량에 작용하되, 방향은 속도 x'(위치 변화율 : dx/dt)의 반대방향 임
        .  F감쇠력 = - cx'


2. 제동의 특징

  ㅇ 비보존력 (Non-conversative)
     - 역학적에너지의 저장,방출 수단이 없음

  ㅇ 소산적 (Dissipative)
     - 기계적 진동 에너지가 열 에너지 등으로 소산/소모/소실(Dissipation)되며 변환됨

  ㅇ 통상, 감쇠력은 속도에 비례적으로 표현됨 (F감쇠력 ∝ x' 또는 v)


3. 제동의 종류

  ㅇ 점성 제동 (Viscous Damping)  :  (가장 기초적이고 많이 쓰임)
     - 속도에 비례하여 감쇠
        . 통상, 상대 속도에 선형적
        . 즉, 속도에 비례적으로 힘(감쇠력)이 결정됨 
     - 주로, 점성 유체와 물체 표면 사이의 상대 속도에 의존
         
[# F(\dot{x}) = - c \dot{x} = - c v #]
        . c : 점성 제동계수 / 점성 마찰계수(Viscous Damping Coefficient) [N s/m]
        . v : 상대속도

  ㅇ 쿨롱 제동, 건 마찰 제동
     - 속도에 비례하여 감쇠하나, 속도 방향에 따라 감쇠력 방향도 달라짐
         
[# F(\dot{x}) = \left\{ \begin{array}{cl} -μN & (\dot{x} > 0) \\
                                                  0   & (\dot{x} = 0) \\
                                                  μN & (\dot{x} < 0) 
                                \end{array}
                         \right. #]
        . μ : 동 마찰 계수
        . N  : 수직력

  ㅇ 구조 (재료/고체/이력) 제동
     - 감쇠력이 변위 및 속도 모두의 함수

  ㅇ 유체 감쇠 (난류 감쇠) (Fluid Friction Damping)
     - 속도 제곱에 비례하여 감쇠


4. 제동 장치 / 감쇠 장치 (Damper, Dashpot)

  ㅇ 감쇠기(댐핑기) (Damper)
     - 질량 및 탄성이 없는 장치로 간주됨
     - 감쇠력이 감쇠기 양단에서 상대 속도가 있는 경우에 만 존재

  ㅇ 기계식 완충,제동 장치
     - 공기식 : 공기 저항력 이용
     - 유압식 : 유체 저항력 이용, 유체가 물체와 반대로 상대운동을 함

  ㅇ 제동기(감쇠기) 기호
     


4. 제동 진동의 종류 (Type of Damped Vibration)

  ※ ☞ 제동 진동 종류 참조
     - Overdamped (과 제동)
     - Critically Damped (임계 제동)
     - Underdamped (미흡 제동)