진동 실험보고서

소개

인하대학교 2009 기계공학실험A 보고서입니다.

목차

1. 이론 고유주파수와 실제 고유주파수가 일치하는가?
2. 응답주파수와 가진주파수가 일치하는가?
3. Damping ratio 값에 따른 자유진동의 그래프
4. 고찰

본문내용

4. 고찰

- 고유진동수
물체에 주파수를 변화시키며 힘을 가할 때 급격히 진폭이 커지는 구간을 관찰할 수 있는데 이때 이 주파수를 물체의 고유진동수라 한다. 고유진동수를 알아보는 실험에서는 매뉴얼로 주어진 값과 실제 눈으로 관찰하는 고유진동수를 비교해보았다. 실험에서 약간의 진동수만 변화시켰는데도 급격히 진동이 커지는 구간을 관찰할 수 있었다. 하지만 이론값과 실험값의 오차가 약 2.4% 발생하였는데 이는 다음과 값은 이유 때문이다.
① 원하지 않는 힘의 전달
실험에서 가한 힘 이외에도 주변의 진동이 빔에 영향을 주었을 것이다. 우리 주변에서는 사람의 목소리에 의한 파동, 건물자체의 진동, 바람의 진동 등 여러 가지 힘이 존재한다. 따라서 빔에도 이러한 주변 힘들이 작용하여 좀더 복합적인 거동을 보이게 된다.
② 기계적 오차
모터를 이용하여 편중된 기어를 돌리고 그에 따라 발생하는 진동으로 실험을 하는데 이때 하나의 기어를 더 거쳐 동력이 전달되게 된다. 이때 백래쉬 등의 이유로 우리가 원하는 동력의 전달이 원활하지 않았을 것이다.


- 응답주파수와 가진주파수
일정한 진동수로 빔에 진동을 일으켜 그것을 기록한 후 주기를 측정하여 빔의 진동수와 우리가 가한 진동수를 비교해 보는 실험이었다. 이 실험 또한 약 2%의 오차를
보였는데 이는 위의 고유진동수 실험과 같은 이유로 오차가 발생하였다.
또한 실험에 사용한 빔은 Underdamped 시스템으로 밑의 그래프와 같이 진동할 것으로 예상되었으나 위의 결과와 같이 transient response 부분의 거동을 관찰하긴 어려웠다. 이는 빔의 댐핑래이셔가 1에 가까워 그 폭이 매우 작았을 것이라 추측된다.

참고자료

· - WILEY, KREYSZIC 공업수학, 개정 8판, 권길현 외 12명, 2000. 1.
· - AUTOMATIC CONTROL, 최승복 교수님 강의노트