[동역학제어실험]실험 4-축의 비틀림 진동수의 측정

소개

동역학 제어 실험 "축의 비틀림 진동수의 측정"의 보고서를 한글파일로 작성하였습니다. 고찰과 결론은 참고만 하시길 바랍니다.

목차

1. 서론
2. 이론
3. 실험방법
4. 실험결과
5. 고찰
6. 결론
7. 참고문헌

본문내용

1.1 배경
앞서 다양한 방법으로 복잡한 물체의 질량관성모멘트를 측정하였다. 이번에는 비틀림 진동을 이용하여 물체의 질량관성모멘트를 측정한다. 비틀림 진동실험의 특징은 다른 질량관성모멘트를 측정하는 실험과는 다르게 중력으로 인해 물체가 진동하지 않고 탄성 부재의 비틀림에 의해 진동하게 된다. 하지만 이번 실험은 질량관성모멘트를 구하는 것이 아니라 축의 비틀림 진동수를 측정하는 것이 목적이다. 비틀림 진동과 다른 진동의 차이를 알아보고 축의 비틀림 진동수를 비교적 정확하게 구해보고자 한다.

1.2 목적
Flywheel 이 부착된 축의 한쪽 끝은 고정되어 있고 다른 한쪽 끝은 자유로운 자유도의 비틀림 진동계를 구성한다. 그런 다음 축의 비틀림 진동수를 실험적으로 측정하고 이를 그림에서처럼 구한 관성 모멘트를 이용하여 구한 이론치와 비교한다.

* 고찰
- 측정의 부정확에 의한 오차
질량관성모멘트를 구하기 위해서 진동수뿐만 아니라 많은 측정값이 필요하였다. 봉의 길이, 반지름, 강성도, 밀도와 중량추의 크기 및 질량 등 측정을 할 때 정확한 측정을 하지 못하여 오차가 발생하였을 것이다. 이론적으로 계산할 때 여러 중량추와 척은 이상적인 도형 모양으로 가정하였지만 조금 다를 것이다. 척을 자세히 보면 관통하는 나사도 있고 봉을 물리기 위한 금속부분 때문에 완벽한 원기둥 도형과는 상이하다. 정확하게 길이와 질량 등을 측정하여 질량관성모멘트를 측정한다면 더 정확하게 진동수를 구할 수 있을 것이다.

- 봉의 질량관성모멘트 무시에 의한 오차
이번 실험의 지배방정식은 봉의 질량관성모멘트의 영향을 고려하지 않았다. 천장에 용수철로 매단 중량추의 진동은 이론적으로 용수철의 질량을 고려하게 된다면 고려하지 않았을 때보다 진동수가 작아진다. 이와 유사하게 생각하면 봉의 질량관성모멘트를 고려하여 이론적으로 진동수를 구한다면 더 작은 값이 나올 것이다. 비록 봉의 두께가 중량추와 비교하면 얇기 때문에 영향이 크지는 않았겠지만 오차 발생의 원인이 되었을 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