Q. 기계공학에서 유한 요소 분석(FEA)의 중요성은 무엇이며, 이를 통해 어떤 종류의 문제를 해결할 수 있나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.유한요소 분석(FEA)는 복잡한 기계 구조물이나 시스템의 물리적 거동을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 예측하는 강력한 수치 해석 기법입니다. 실제 제품을 제작하기 전에 설계의 안전성, 성능, 내구성 등을 미리 검증하고 최적화하는데 필수적인 도구입니다. FEA를 통해 해결할수있는 주요 문제들은 다음과 같습니다. 구조 해석 : 부품에 가해지는 응력, 변형, 강도 등을 분석하여 파손 가능성을 예측합니다. 열 해석 : 온도 분포 , 열 전달 등을 분석하여 열 변형이나 과열 문제를방지합니다. 유체 역학 해석 : 유체의 흐름, 압력 등을 분석하여 유체 관련 시스템의 성능을 평가합니다. 진동 해석 : 기계 시스템의 고유 진동수나 외부 진동에 대한 반응을 분석하여 안정성을 확보합니다. 이처럼 FEA는 제품 개발 시간과 비용을 절감하고 더 안전하고 효율적인 기계 시스템을 설계하는데 중요한 역할을 합니다.
Q. 기계공학에서 진동 분석은 어떤 역할을 하며, 이를 통해 기계 시스템의 성능과 신뢰성을 어떻게 향상시킬 수 있나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.진동 분석은 기계 시스템의 상태를 진단하고 잠재적 문제를 조기에 발견하는 핵심 기술입니다. 기계 부품의 마모, 불균형, 정렬 불량 등 다양한 결함은 진동 변화로 나타나는데, 이를 분석하여 설비의 이상 징후를 파악할수있습니다. 이를 통해 예측 보전(Predictive Maintenance)가 가능해져 , 갑작스러운 고장을 막고 필요한 시점에 유지보수를 하여 설비의 신뢰성과 성능을높일수있습니다. 예를들어, 터빈 엔진이나 기어박스의 진동을 꾸준히 분석하면 베어링 손상이나 기어 마모 같은 문제를초기에 발견하여 대형 고장을 예방하고 안정적인 작동을 유지하는데 큰 도움이 됩니다.
Q. 자동차처럼 드론도 튜닝같은게 가능한가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.드론도 자동차처럼 튜닝이 가능합니다. 다만, 자동차 튜닝처럼 외형을 멋지게 꾸미는 것보다는 비행 성능을 최적화하는데 중점을 둡니다. 드론 튜닝의 핵심은 PID제어는 드론이 안정적으로 비행하고 조종사의 명령에 정확하게 반응하도록 각 모터의 출력을 조절하는기술입니다. PID값을 조정하여 드론의 반응 속도, 안정성, 진동 등을 개선할수있습니다. 또한, 프로펠러, 모터, 변속기(ESC)등 부품을 교체하여 비행 시간이나 속도 같은 성능을 향상시키거나, 프레임을 변경하여 내구성을 높이는 등의 물리적인 튜닝도 가능합니다.