항공대학교 응용공학실험 외팔보의 진동 모드 및 공진 실험 레포트 A+

소개글

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목차

I. 서론
1. 실험 개요 및 목적
2. 용어 정리

II. 본론
1. 실험 이론
2. 실험 장치 및 구성
3. 실험 순서 및 방법
4. Cantilever Beam으로 모델링이 가능한 구조물
5. 공진현상 예시

III. 결론
1. 실제 측정과 Matweb을 이용한 물성치 획득
2. 이론값 계산과 실험 데이터 분석 및 오차율 비교
3. Matlab plot을 이용한 이론값에서의 Mode shape 분석
4. Matlab plot을 이용한 실험값에서의 Mode shpae 분석
5. 실험 결과 분석
6. CATIA 프로그램을 이용한 Mode Shape 분석과 실제 실험의 비교
7. Ansys를 이용한 모드 형상 분석과 유한요소 해석
8. Euler Beam과 Timoshenko Beam에 관하여
9. 오차 분석
10. 실험 고찰

본문내용

1. 실험 개요 및 목적
구조물에서 하중을 담당하는 1차원 부재의 대부분은 보(Beam)이다. 그 중에서 가장 많이 사용되는 보의 형태는 외팔보이며, 외팔보는 항공기의 날개, 탱크의 포신, 로폿 팔 등과 같은 많은 구조물을 모델링할 수 있는 형태이다. 하중을 받는 외팔보의 진동은 필연적이며 이 진동을 이해하고 제어하는 작업은 엔지니어의 매우 중요한 과제 중 하나이다. 이번 실험은 ‘외팔보의 진동 모드 및 공진 실험’으로, 외팔보의 진동특성을 실험으로 파악하고 이론적 해석결과와 비교함으로써 보의 진동특성, 진동의 중요성, 공진의 중요성에 대하여 이해하는 데 이 실험의 목적이 있다.

<중 략>

1. 실제 측정과 Matweb을 이용한 물성치 획득
1-1. 버니어 캘리퍼스와 자를 이용한 외팔보의 사이즈 측정
실험에 앞서 가진기에 고정되어 있는 캔틸레버 보의 길이(Length), 두께(Thickness), 폭(Width)을 측정하였다. 자를 이용하여 측정한 길이는 425mm였다. 버니어 캘리퍼스를 이용하여 시편의 두께와 폭을 측정하였는데, 측정하는 방법에 따라 오차가 발생할 수 있으므로, 각각 왼쪽, 중앙, 오른쪽에서 2번씩 최대한 시편과 수직이 되도록 측정하였다. 이렇게 얻은 값들의 평균을 구해 시편의 두께와 폭의 수치를 얻을 수 있었다.

<중 략>

1차 모드 고유 진동수는 실험값은 6.85Hz에서 나타났고 이론값은 6.6786Hz로, 오차율은 2.57% 정도로 계산되었다. Mode Shape 개형에서 보면 고정단에서 멀어질수록 진폭이 커지는 것을 확인할 수 있다. 일반적으로 진동이 생겼을 때 파형의 개형은 진원지에서 멀어질수록 진동에너지가 작아져 진폭이 작아지게 되는데 1차 모드 공진현상에서 진폭이 점점 커지는 것을 확인할 수 있다. 또한 1차 모드의 진폭은 실험한 1,2,3차 모드 중 가장 큰 진폭을 가지고 있었다. 이는 가장 큰 진동 에너지를 가지고 있다고 유추할 수 있었다.

참고 자료

없음