[공학]축의 비틀림 실험

소개글

축의 비틀림 실험에 관한 레포트

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험방법
4. 결과
5. 오차원인
6. 고찰 및 결론

본문내용

1. 실험목적
축은 굽힘이나 비틀림에 대한 일종의 스프링과 같으므로 변형이 생기면 이것을 회복시키려는 에너지가 있고 이 에어지는 운동에너지로 되어 축의 회전과 더불어 축선을 중심으로 하여 변동한다. 이와 같이 축에 작용하는 굽힘모멘트 또는 토오크의 변동주기가 축의 고유진동수와 일치되었을 때, 이때의 속도를 임계속도라 하고 이 상태를 공진상태(resonance)라 한다.
이 실험에서 저어널베어링과 볼베어링으로 축을 지지할 때의 공진상태의 임계속도를 하중의 변화와 더불어 위치변화를 주어 이론치와 실험치를 비교함을 목적으로 한다.

＊임계속도 : 축의 회전속도가 축계의 고유진동수와 같아지며, 축이 이상한 진동을 일으 킬 때의 축의 회전속도.
＊공진 : 진동계가 그 고유진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하는 현상을 말한다. 이를 이용하면 세기가 약한 파동을 크 세기로 증폭할 수 있다.

2. 이론
축의 비틀림 또는 휨의 변형이 급격하면 축은 탄성체이므로 이것을 회복하려는 에너지를 발생하고 이 에너지는 운동에너지로 되어 축의 원형을 중심으로 하여 교대로 변형을 반복하는 결과로 된다. 특히 이 변화의 주기가 축 자체의 비틀림 또는 휨의 고유진동수와 일치할 때는 진폭은 점차로 증대하고 공진현상을 일으켜서 결국 축의 탄성한계를 초과하여 파괴한다. 이와 같은 축의 진동의 진수를 비틀림 또는 휨의 위험속도라고 말하여 여기서 가장 진동이 심하게 일어난다.
예를 들어서 기동수가 작은 크랭크축은 베어링 사이의 간격이 가까우므로 휨의 진동을 고려할 염려가 없고, 왕복운동부분의 관성력의 변화로부터 오는 주기적 비틀림 모멘트의 변화에 대한 비틀림 진동을 검토할 필요가 있다.
이러한 강도 계산 이외에 추진축은 변동되는 엔진의 토크를 받으면서 고속회전을 하므로 비틀림진동을 일으키기 쉽고, 축이 굽어 있거나 기하학적 중심과 질량적 중심이 일치하지 않을 때는 휠링(Whirling)이라는 회전진동이 일어날 위험이 있다.

참고 자료

없음