[동역학제어실험]실험 8-외팔보의 고유 진동수 측정 및 스트로보스코프를 이용한 고유 진동 모우드의 가시화, 실험 9-Frequency Response Function 을 이용한 외팔보의 고유 진동 모우드 측정

소개

동역학 제어 실험"외팔보의 고유 진동수 측정 및 스트로보스코프를 이용한 고유 진동 모우드의 가시화"와 "Frequency Response Function을 이용한 외팔보의 고유 진동 모우드 측정"의 보고서를 한글파일로 작성하였습니다.
상당히 어려운 내용을 살짝 매트랩도 이용하며 최대한 논리적으로 작성하려 노력하였습니다.
어려운 내용을 다룬데다 보고서 하나에 두가지 실험이 들어가 내용이 상당히 많습니다.
고찰과 결론은 참고만 하시길 바랍니다.

목차

1. 서론
(1) 배경
(2) 목적

2. 이론(실험8)

3. 이론(실험9)

4. 실험방법

5. 실험결과

6. 고찰

7. 결론

8. 참고문헌

본문내용

1. 서 론
1.1 배경

대표적인 진동계중 외팔보의 진동이 있다. 외팔보 지지구조는 양단으로 지지되어 가동하는 회전기계(모터, 팬, 펌프 등)와 비교하였을 때 구조 자체가 안정적이지 못하여 긴 구조의 경우 굽힘에 대한 영향을 무시할 수 없다. 무엇보다도 가장 큰 문제는 고유주파수에 의한 공진이다. 이 공진의 발생을 이해하기 위해 해석적인 방법과 실험적인 방법으로 알아보려한다.

1.2 목적

외팔보의 고유 진동수와 고유 진동 모우드를 해석적인 방법으로 구해보고, 실험 결과와 비교한다. 그리고 연속계에 대한 고유 진동수와 진동 모우드를 이해한다.
어떤 시스템의 진동을 실험적으로 측정해서, 그 시스템의 진동 특성, 즉고유 진동수, 고유 진동 모우드, 감쇠비 등을 알아내는 방법을 modal testing 이라 한다. 이때 실험에서 얻은 측정값은 주파수 응답 함수(FRF: FrequencyResponse Function)라는 형태로 주어지는데, 이것의 크기와 위상을 이용해 진동 특성을 고찰한다. 본 실험에서는 외팔보를 실험 대상으로 하여 이를 확인하고자 한다.

2. 이 론 (실험8)

● 외팔보의 수학적 모델링

위 <그림 2-1>과 같은 외팔보에 대하여 생각해보자. 어떤 시간 t 에 x 지점에서의 외팔보의 횡방향 변위를 y(x,t) 라고 하자. 계의 매개변수로 단위길이당 질량을 m(x)``( rho (x)A(x)) , 굽힘 강성(flexural rigidity)을 EI(x) 로 하자. 이때 E 는 영률(Young’s modulus of elasticity)이고, I(x) 는 z 축에 대한 2 차 면적 모멘트이다.
<그림 2-2>는 길이 dx 에 해당하는 미소 요소의 자유 물체도이다. 우리는 소위 단순보 이론(simple beam theory)을 적용할 것이다. 단순보란 미소 입자의 수직 변위에 비해서 회전량이 무시할 만하고 전단력에 의한 변형이 굽힘 변형에 비해 상대적으로 작다고 가정한 것이다.

참고자료

· 기계공학실험 교재 “기계진동학”, 한양대 초정밀회전기기 연구실
· Engineering Vibration, 4th edition, Daniel J.Inman, Pearson
· Vector Mechanics for Engineer, 11th Edition , Ferdinand Beer, E. Johnston, David Mazurek, Phillip Cornwell, Brian Self
· Mechanics of materials, 7th Edition , Ferdinand Beer, E. Johnston, David Mazurek, Jr. DeWolf
· Modal testing: Theory and Practice, D.J.Ewins, Spectris Korea LTD.