경희대학교 기계공학과 기계공학실험 리포트 충격해머를 이용한 빔의 자유진동모드 해석

목차

1. 주파수 응답함수 한 개에 대해서 주파수를 x축으로 하여 그래프를 그리고, 고유진동수를 분석
2. 각 빔의 고유진동수 분석, 이론 내용과 비교
3. 모드형상 그리기( 1.2.3차 모드 각 모드의 주파수)
4. 가속도계의 영향, 고유진동수, 모드형상에 대해
5. 경계조건의 영향에 대해서 논하라, 고유진동수, 모드형상
6. 빔의 재질의 영향에 대해서 논하라
7. Labview의 데이터 출력 알고리즘을 흐름도(Flow chart)로 표현 및 각 데이터의 의미 분석

본문내용

1) 주파수 응답함수 한 개에 대해서 주파수를 x축으로 하여 그래프를 그리고, 고유진동수를 분석하시오. 같은 데이터를 이용하여 Nyquist선도를 그려보시오.(선택)

3mm의 두께의 자유단 지지의 빔을 경계에서 부터 10mm 떨어진 지점에서 타격했을 때의 진동을 주파수 함수 형태로 표현 한 선도이다. 그래프를 관찰 했을 때 peak 형태로 기록되는, 어떤 특정의 주파수에서 큰 진폭을 갖는 형상은 4번임을 확인 할 수 있다.
그 특정의 주파수를 고유진동수라고 하며 선도에서는 58Hz, 159Hz, 310Hz, 486Hz, 근방
의 지점에서 고유진동수가 형성 됨을 확인 할 수 있다. 특성을 확인해 보면, 주파수가 커질 수 록 고유진동수의 진폭이 크기가 조금 씩 커진다는 것을 확인 할 수 있고, 고유 진동수와 고유진동수 사이의 간격도 조금씩 늘어 난다는 것도 확인 할 수 있다. 3mm의 두께의 자유단 지지의 빔에 대해서 타격지점에 차를 두어 7번의 실험을 진행했지만, 한 번의 과정에대해서 확인된 고유진동수 지점은 모든 과정에서 유사함을 확인 할 수 있기에, 한 번의 실험으로 재료의 주파수 응답 특성을 확인 할 수 있는 의미 있는 실험임을 알 수 있다.

2) 각 빔의 고유진동수 분석, 이론 내용과 비교하시오.

다음과 같은 FF자유진동식의 활용으로 이론적 고유치에 대한 이론적 고유진동수 값을 계산하였다, 측정 값과 비교한 결과 확인할 수 있었던 특징은, 3mm 의 얇은 강판의 특성상 peak 지점이 4번이 확인 되는데, 이때 이론 값과 실험 값, 두 값 사이의 차이가 횟 수 가 늘어날수록 증가함을 확인 할 수 있었다. 다음과 같은 FF자유진동식의 활용으로 이론적 고유치에 대한 이론적 고유진동수 값을 계산하였다, 측정 값과 비교한 결과 확인할 수 있었던 특징은, 3mm 의 얇은 강판에 비해 측정 한 값과 이론 값이 흡사하며 오차도 작아짐을 확인 할 수 있었다.

참고자료

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· 장승호. (알기 쉬운) 기계진동학 = Mechanical Vibration : 이론해석과 실전응용 / 장승호 지음 (2017). ~p102
· https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1921660&cid=50376&categoryId=50376
· [네이버 지식백과] DFT [Discrete Fourier Transform] - 이산 푸리에 변환 (지형 공간정보체계 용어사전, 2016. 1. 3., 이강원, 손호웅)
· https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3475335&cid=58439&categoryId=58439
· [기계공학실험 매뉴얼], 『실험7_실험메뉴얼 』, 강지운
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· Kreyszig, Norminton, 서진헌, Kreyszig, Erwin, Kreyszig, Herbert, and Norminton, E. J. (Kreyszig) 공업수학 / Erwin Kreyszig 저 ; 서진헌 [외] 공역 (2012).