기계공학응용실험 - 기계시스템 운동의 가시화 결과보고서

목차

1. 실험목적
2. 실험내용 및 이론적 배경
3. 실험장치 및 구성
4. 실험순서 및 방법
5. 실험 결과 - Case 별 그래프 및 분석
6. 고찰 및 결론

실험7. 기초 진동 실험
1. 실험목적
2. 실험 순서 및 방법
3. 실험장치 및 구성
4. 실험 내용
5. 실험 결과
6. 결론 및 고찰

본문내용

1. 실험목적

다자유도 시스템의 운동방정식은 손으로 풀기가 불가능하므로 컴퓨터를 이용하여 운동방정식을 풀어야 한다. 본 실험에서는 컴퓨터를 이용하여 기계시스템의 운동을 시뮬레이션하고, 시뮬레이션 결과를 가시화(Animation)하는 예제를 통하여 컴퓨터를 이용한 시뮬레이션 방법을 배운다.
해석의 예로써 1/2차량(Half Car Model)을 모델링한 뒤, 노면의 요철로부터 기인한 지면반력이 타이어 및 현가장치(Suspension)를 거치면서 어떻게 감소하는지 확인한다.

2. 실험내용 및 이론적 배경

2.1 실험내용 ( 현가장치, Spring, Damper 정의 )

(1) 현가장치에 - 서스펜션 [suspension]

현가장치(懸架裝置)라고도 한다. 쇼크업소버, 스프링, 서스펜션암 따위가 주요 구성 요소이다. 노면에서 발생하는 충격이 차체나 탑승자에게 직접적으로 전해지지 않게 충격을 흡수하는 기능과 타이어를 노면에 확실하게 접지시키는 기능이 주요한 역할이다. 따라서 이 장치는 탑승자의 승차감과 차량의 조종성 및 안정성에 큰 영향을 끼친다.
구조에 따라 여러 방식으로 나누며, 가장 일반적인 것은 스트럿 방식이고 그밖에 더블 위시본 방식, 멀티식 따위가 있다. 보통 금속판과 쇼크업소버로 충격을 흡수하는데, 쇼크업소버는 흡수 특성을 전자적으로 제어하는 '전자제어 서스펜션'이 개발되어 쓰이고 있고, 금속판 대신 공기판을 이용하는 '전자제어 에어서스펜션'도 쓰인다. 또 판과 쇼크업소버 대신 응답성이 뛰어난 유압 시스템을 채용하고, 컴퓨터로 주행 상태에 맞게 차체의 진동을 제어함으로써 주행 안정성과 조종 안정성을 꾀하는 '액티브 서스펜션'도 있다.
장착 부위에 따라 앞바퀴에 장착되는 것과 뒷바퀴에 장착되는 것으로 나누기도 하며, 앞바퀴에는 스트럿 방식, 뒷바퀴에는 리지드 액슬(rigid axle:고정차축)과 독립식 서스펜션(IRS:Independent Rear Suspension) 이 많이 쓰인다.

참고자료

· ⋅박노길 외 6인 공역(S.S.Rao원저), 기계진동학, 피어슨에듀케이션코리아,
· ⋅기계공학실험교재편찬회, 기계공학응용실험, 청문각,
· ⋅Norman S.Nise, 제어시스템 공학, WILEY