안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 자동차를 만드는것은 기계공학적으로 어떻게 볼 수 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.자동차 제작 공정을 전체적으로 보면1, 디자인2, 프레스 가공생산의 첫번째 공정으로자동차 외형을 만드는 과정철판을 크레인 통해 절단라인으로 옮긴 후, 본네트,판넬, 도어, 트렁크 등 각 부위에 맞는 적당한 크기로 절단절단된 철판은 프레스 기계를 통해 여러 모양으로 가공되어, 차체공정으로 이동3, 차체조립 프레스 공정에서 나온 판넬들을 각종 로봇으로 용접하여자동차 골격인 차체를 완성시키는 단계1대 완성에 필요한 용접작업이 약 4천 8백번이 넘고완성된 차체는 검사용 로봇이 차체의 형상과 뒤틀림, 용접점 등육안으로 확인 힘든 부분까지 검사하여 , 완벽한 차체만을 도장공정으로 보냄4, 도장 차체에 전착도장 후 1차고온건조, 상도페인트와 잘 맞도록 중도 도장을 하고 건조 후 광택성이 좋은 상도 도장 고온 건조로 에서 2차 건조통해 차체와 페인트의 밀착성 높임5, 의장조립 완성된 차체에 드디어 모든 내부 구조 장치들이 결속되는 단계로 배선 및 내장제 글라스 현가장치 (스프링완충기, 스테빌라이저 등 ) 조향장치 ( 스티어링 기어, 컬럼 등 ) 제동장치 ( 디스크 브레이크, 드럼브레이크 등) 엔진 / 변속기 - 미리 함께 조립된 엔진과 변속기를 차체 엔진룸에 엔진마운팅으로 연결배기장치 ( 배기아웃관, 머플러 등)타이어/ 외장부품 ( 타이어, 범퍼, 전조등 제동등 사이드 미러 등 조립)시트 및 스트어링 휠 6, 검사 및 출고성능안전검사주행/ 가속 성능검사진동, 소음, 제동성 검사외관검사이 과정을 거쳐 자동차가 생산되게 됩니다.
기계공학
Q. 기계공학에서 가장 기초가 되는 과목은 어떤걸까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.비슷한 질문을 하신 듯 한데요앞서 말씀 드린 바 대로기계공학은4대 역학의 지식을 근간으로 합니다.열역학, 재료역학, 정/동역학, 유체역학이것은 단지 1,2학년 수강과정에서 기초 전공에 불과한데요.그것을 기본으로 해서 복잡하게 얽혀가며 올라가는 것이 기계공학과 과목 내용 되겠습니다.그 중에서도 실무에 있어서 기초면서도 중요한 과목이라면기계요소설계/ 열전달/ 자동제어/ 기계진동학 정도로 볼 수 있는데기계요소 설계는 베어링, 나사, 기어 등 우리가 일상 생활에서 볼 수 있는 각종 기계들의 부품에 대해 다루며 실제 제품을 설계하는 과정에서 생기는 문제들을 배우며, 그동안 배운 지식들을 총동원하게 됩니다.주로 전체 기계에서 각각의 요소에 작용하는 힘을 분석하고 그 힘을 각 기계요소가 버틸 수가 있는 지를 판단하고 그 한도 내에서 부품의 수명은 얼마나 될지 예상하는 방법 등을 배우며, 유한요소법 등의 컴퓨터를 활용한 분석법이 점점 늘어나면서 컴퓨터를 통해 이러한 분석을 수행하는 방법도 같이 배우게 됩니다.일반기계기사, 건설기계설비기사 의 실기시험의 필답형 실기가 이 기계요소설계를 다루는 부분입니다.열전달은 열역학은 정적인 상황을 다루고 열전달은 동적인 상황으로 다르기에 서로 선수/후수 과목이라기 보다 열시스템을 해석 및 설계 하려면 두 과목을 함께 잘 활용해야하는데 열전달 현상인 전도/대류/복사에 대해서 자세히 배우게 됩니다. 모든 기계의 설계 및 분석에 열 관련 분석이 빠질 수가 없고 그러한 열 관련 분석의 태반은 열전달 양상 분석입니다. 따라서 실무에서 빠질 수 없는 부분입니다.자동제어는 시스템의 각 부분을 라플라스 변환으로 대수방정식화한 다음 이를 블록 다이어그램의 형태로 연결하고, 시스템의 feedback을 주관하는 제어기 부분에 적절한 라플라스 대수방정식을 설정하여 전체 시스템이 특정 입력변수에 대해 안정적이면서 빠른 응답을 보일 수 있도록 하는 것이 주된 목적으로 라플라스 변환에서 시작해 라플라스 변환을 통해 얻어진 방정식을 분석하고, 다시 그것을 통해 적절한 제어기를 설정하는 과정으로, 로봇 외 에도 각종 자동기계설비에 필수적인 정밀 제어를 위해서는 꼭 필요한 과목으로실무에 필수적인 부분입니다.기계진동학은 시스템에 가해지는 외력 및 물체의 형상 등의 요소로 인해 발생하는 진동에 대해 분석하고, 이들 진동을 일정 수준 이하로 제어하는 방법에 대해 배우는 과목입니다. 핵심은 시스템의 고유 진동수와 고유 모드를 찾는 것인데요. 질량관성모멘트와 면적관성모멘트에 대한 이해를 못하고 있다면 미분방정식과 행렬을 이용한 계산에서 굴러가는 원판과 종진동 보, 진자, 끈 등이 복잡하게 나오면 계산이 불가합니다. 따라서 관련공식 암기와 이해가 필수가 되겠습니다.
기계공학
Q. 기계공학 과목에서 암기 해야 할 과목은 뭔가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.대학의 기계공학과 커리큘럼에서의 과목을 기준으로 말씀드려봅니다.1,2학년 과정에서는 기본을 탄탄하게 하기 위한 과정이라 물리, 공업수학, 4대역학(열역학, 동역학, 고체역학, 유체역학) ,기계설계의 과목을 지나게 되는데요.이 부분들은 실무는 아니나 실무에 필요한 과정에 들어가기 위한 과목들로관련 공식들은 모두 기본적으로 암기되야 하겠습니다.3, 4 학년 과정에서는기계설계, 공정설계, 수치계산, 유체기계, 계측시스템설계, 기계공작, 시스템/유체기계/동력기계/수송기계/융합기계 설계, 자동제어, 기계역학, 계측 공학기계진동학, 열전달, 기계요소설계정도의 과정으로 진행되게 됩니다.이 중에서 기계요소 설계는 고체역학의 심화과정으로 볼 수 있는데주로 기계전체에서 각요소에 작용하는 힘을 분석하고 부품이 견디는지 예상하는 방법을 배우고유한요소법 등 컴퓨터 활용 분석법도 많으나관련된 모든 공식은 자동으로 나올만큼 암기가 되어야 합니다.열전달은 유체역학가 열역학의 조합으로 기계공학의 꽃이라 불리는 과목이기도 하지만그만큼 어렵고 괴로운 부분이며, 관련 지식은 반드시 암기가 되야합니다.기계진동학 은 시스템에 가해지는 외력 및 물체의 형상등 요소로 인해 발생하는 진동에 대해 분석하고,이 진동을 일정수준 이하로 제어하는 방법을 배우는 과목으로관련된 수학공식들은 모두 암기가 되어있어야만 나중에 파동방정식 에서 해결이 가능합니다.실제업무에서도 쓸 데가 아주 많습니다.
기계공학
Q. 기계 공학과에서 가장 요하는 능력은 어떤것이 있을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로 기계를 만지거나 설계 등을 하는 것도 기계공학의 일부입니다.공업계 고등학교 에서 처럼단순 기능적인 기계를 만지는 부분은 기계공학적 분야의 일부이긴하나실질적으로 기계공학의 전체는 아닙니다.기계공학은 과거 공장이나 산업현장, 가전제품으로서의 기계가 주를 이뤘으나현재는 4차산업혁명의 부상으로 인공지능, 로봇, 빅데이터, 공장자동화, 선박개발, 자율주행 자동차 등수많은 분야에 범용적으로 적용되는 학문으로4대역학 ( 열역학, 유체역학, 동역학, 재료역학) 에서 다루는 지식을 근본으로기계시스템이 어떻게 가동되는지, 기계에 사용되는 적절한 재료는 무엇인지에 대해 배우는 학문으로기본적으로 대학에서의 기계공학과 내용을 들어가기 위해서는중고등학교에서 수학/ 미적분, 물리학/ 확률 통계 등은 기본이 탄탄해야합니다,또한 대학에서의 기계공학과 커리큘럼을 보면일반물리, 공업수학,열역학, 동역학, 선형대수, 고체역학, 유체역학, 기계설계공정설계, 수치계산, 공학설계, 유체기계, 진동학, 컴퓨터설계, 시스템/유체/ 탄성학/ 동력기계/수송기계/ 융합기계 설계자동제어, 기계역학 등의 과목을 기본적으로 마스터 해야 하는 과정입니다.
기계공학
Q. 재 경보기가 울릴 때 스프링쿨러가 터지는 변수?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일반적인스프링클러 작동 상황을 순서대로 나열해 보면화재 발생 → 스프링클러 헤드 개방(소화수 방수)→ 알람밸브 클래퍼 개방 → 알람스위치 작동 → 수신반으로 화재신호보냄→ 비상방송 및 싸이렌 → 소방배관내 수압이 4MPa로 떨어짐→ 스프링클러 보조펌프 기동 → 수압이 계속 떨어짐 (3MPa)→ 스프링클러 주펌프 기동 → 화재 정리됨 → 스프링클러 펌프 수동정지의 순서로 작동됩니다만일반적으로 스프링클러 헤드 내부에 감열체가 있고화재 시 열에 의해 내부 감열체인 휴즈메탈이 녹아 내리면서배관 내부에 차있는 물이 살수 되는 방식이나이것은 건물 내부에 설치된 경우로 볼 수 있고외부의 경우는 동파 방지 등의 이유로감열체가 없는 개방형으로 되어있어배관 내부에 물이 없는 상태의 스프링 클러 헤드 입니다.실제 현장의 화재 감지기는열동형 감지기와 연감지기 2가지가 동시에 설치되며두개가 동시에 열과 연기를 감지해야화재로 감지하여 스프링클러 펌프에 동작신호를 보내는 작동 방식으로 작동하며따라서둘 중하나만 감지되어 신호가 올 경우화재 신호는 오나 실제 펌프는 동작을 안하기에현장확인을 먼저 해야 하는 경우가 다반사 입니다.