일반기술

고체내 파동전달 해석기법

고체내에서 탄성응력파가 전달되는 현상을 해석하는 기법은 다양한 경우에 있어 유용하게 적용될 수 있다. 첫 번째 예로서는, 기계류나 구조물의 한 부위에서 발생한 진동이 다른 부위로 전달되는 것을 방지하고자 하는 경우이다. 이러한 문제는 현장에서 빈번히 발생하는 문제로서, 이를 효과적으로 해결하기 위해서는 한 부위에서 다른 부위로 진동에너지가 전달되는 파동현상을 해석하는 것이 문제해결의 중요한 열쇠가 되는 경우가 많다. 두 번째 예로서는 탄성응력파를 이용한 비파괴검사에의 적응이나, 기계류나 재료의 경우에는 초음파검사법을 이용하여 내부의 결함 등을 탐색하는 경우가 이에 해당되며, 건축 토목구조물이나 선박 등과 같은 대형구조물의 경우에는 충격반향법이나 충격공진법과 같은 비파괴검사법이 이에 해당된다. 주어진 문제에 있어서 비파괴검사를 효과적으로 수행하기 위해서는 검사시 발생되는 파동전달 현상을 충분히 이해하고 해석하여 각 문제에 가장 적합한 방법과 기술을 선택하여야 한다. 마지막으로는, 위의 두 경우에 비하여 훨씬 큰 출력의 탄성응력파를 이용하여 기계부품이나 기계류를 가공하는 경우이다. 예를 들면, 초음파를 이용하여 용접을 하거나 표면을 청소하는 경우 등을 고려할 수 있으며, 경우에 따라서는 초음파를 부재내부의 한 점에 접촉함으로써 국부적 가공을 수행할 수도 있다. 위에 열거한 바와 같은 고체내의 탄성응력파 전달현상은 여러 가지 기법으로 해석될 수 있는데, 그 기법의 선정은 문제의 복잡성에 따라 달라진다. 즉, 간단한 문제의 경우에는 순수하게 해석적인 방법을 사용할 수 있으나, 문제가 기하학적으로 복잡해지거나 구성재료가 불균일한 경우등에는 수치적인 방법을 사용하여야 한다. 기존의 사용 수치해석 프로그램들은 대부분 이러한 목적으로 사용하기에 적합하지 않다. 따라서, 상용 프로그램의 적용이 가능하지 않은 경우에는 적합한 프로그램을 개발하여 사용하여야 한다.