외팔보 공진 실험

소개

1. 서론

진동이란 물체가 시간이 흐름에 따라 하나의 점을 중심으로 반복적으로 왔다 갔다 하면서 움직이는 상태 또는 어떤 물리적인 값이 일정 값을 기준으로 상하 요동을 보이는 상태이다. 질량과 탄성을 지니는 자연계의 모든 물체는 외부의 자극을 받을 경우 각각 고유의 진동 특성을 가지고 진동하고, 진동계가 그 고유진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하는 현상을 공진이라고 한다. 따라서 이러한 진동의 특성을 정확히 분석하는 것은 계의 성능 및 효율 측정에 매우 중요하고, 실제 많은 진동 실험들이 행해지고 있다. 이러한 진동 실험을 통하여 대상 시스템의 고유진동수를 파악하고 검증된 해석 모델을 얻음으로 인해 보다 신뢰성 있는 시스템을 설계할 수 있다. 뿐만 아니라 진동 실험은 종종 제품의 내구성 검증을 위해 수행되기도 하며 기기의 건전성을 진단하고 유지 보수하기 위한 목적으로도 사용된다.

목차

1. 서론
2. 이론전개 및 이론적 결과 해석
(1) 보의 굽힘진동
(2) 보의 모드 모양 및 고유진동수
3. 실험장치 구성
4. 실험 결과 및 비교토의
5. 결론

본문내용

1. 서론
진동이란 물체가 시간이 흐름에 따라 하나의 점을 중심으로 반복적으로 왔다 갔다 하면서 움직이는 상태 또는 어떤 물리적인 값이 일정 값을 기준으로 상하 요동을 보이는 상태이다. 질량과 탄성을 지니는 자연계의 모든 물체는 외부의 자극을 받을 경우 각각 고유의 진동 특성을 가지고 진동하고, 진동계가 그 고유진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하는 현상을 공진이라고 한다. 따라서 이러한 진동의 특성을 정확히 분석하는 것은 계의 성능 및 효율 측정에 매우 중요하고, 실제 많은 진동 실험들이 행해지고 있다. 이러한 진동 실험을 통하여 대상 시스템의 고유진동수를 파악하고 검증된 해석 모델을 얻음으로 인해 보다 신뢰성 있는 시스템을 설계할 수 있다. 뿐만 아니라 진동 실험은 종종 제품의 내구성 검증을 위해 수행되기도 하며 기기의 건전성을 진단하고 유지 보수하기 위한 목적으로도 사용된다.
이번 실험의 목적은 다양한 진동수에 따른 외팔보의 진동 모드를 시각적으로 관찰하면서 각 모드별로 공진이 일어나는 고유진동수를




5. 결론
이번 실험을 통해 기계 공학도로써 시스템 설계에서 진동이라는 요소가 차지하는 중요성을 실감할 수 있었다. 작고 단순한 외팔보의 진동임에도 외부에서 가해주는 고유진동수에 따라 각 모드 별로 심하게 공진하는 모습을 보면서 현재 로봇, 항공기, 교량, 건축물을 비롯해 실생활에 널리 쓰이는 외팔보 구조가 단순히 그것을 설계하는 것뿐만 아니라 설계물의 사전 진동실험에 의한 안전성 확보 또한 중요한 일임을 깨닫게 되었다. 더불어 공진현상에 의한 Tacoma bridge의 붕괴 외에도 오늘날 항공기 설계 시 비중 있게 고려되는 플러터(Flutter)현상과 항공기 날개의 공진현상에 대해서도 고려해보는 계기가 되었으며, 시간에 따라 노후되는 구조물들의 내부크랙을 생각해 볼 때 이러한 진동실험이 시스템 설계 시 일시적으로 행해져야 할 것이 아니라 지속적인 관리를 통해 진동특성을 파악해야 할 필요성을 생각해 보게 되었다. 진동과 공진에 대해 심도 있게 알게 된 이번 실험을 통해 구조물 내구성에 관한 특성을 새롭게 관찰할 수 있었으며 추상적인 개념들이 시각적 실험과 보고서를 통해서 보다 분명해질 수 있었다.

참고자료

· 없음