안녕하세요. 감병주 전문가입니다.
복잡한 기계의 움직임을 분석할 때는 주로 기구학과 동역학을 사용합니다. 기구학은 힘을 고려하기 전에 각 부품의 위치와 이동 궤적, 속도, 가속도를 계산하는 분야인데 로봇 팔의 관절 움직임이나 엔진의 크랭크와 피스톤 운동을 분석할 때 활용됩니다.
동역학은 여기에 질량과 관성, 힘과 토크를 추가해 실제 운전 중 각 부품에 얼마나 큰 하중이 걸리는지를 계산합니다. 이를 통해 필요한 모터 출력이나 축과 베어링의 하중, 진동과 부품 강도 등을 검토할 수 있습니다. 그리고 여러 링크와 관절이 동시에 움직이는 복잡한 장치는 다물체 동역학 해석을 이용하기도 합니다. 따라서 기구학으로 어떻게 움직이는지를 계산하고 동역학으로 그 움직임에 어떤 힘이 필요한지를 분석해 기계의 성능과 내구성을 설계한다고 보시면 됩니다.