스트레인게이지를 이용한 진동 측정 실험

소개

자연계의 모든 물체는 외부에서 자극을 받을 경우 각각 고유한 진동의 특성을 가지고 진동을 하게 된다. 따라서 이러한 진동 특성을 정확히 분석하는 것은 계의 성능 및 효율에 큰 영향을 미친다. 본 실험에서는 질량체가 달린 외팔보로 구성된 구조물의 출격 가진 실험을 통하여 계의 진동 특성을 해석하고 진동의 기초개념을 습득한다.

- 실험을 통한 진동에 대한 이론적 이해
- 충격에 따른 계의 응답 확인
- 고유진동수 이해
- 진동 특성의 분석



Ⅱ. 실험내용 및 이론적 배경
ⅰ. 실험내용
- 질량체가 달린 외팔보 구조물을 충격 진자로 가진
- 충격 읍답의 신호 처리
- 결과 분석으로 고유 진동수 및 감쇠율 추출

목차

Ⅰ. 실험목적

Ⅱ. 실험내용 및 이론적 배경
ⅰ. 실험내용
ⅱ. 이론적배경

Ⅲ. 실험장치 및 방법
ⅰ. 실험장치
ⅱ. 실험방법

Ⅳ. 실험결과 및 고찰
ⅰ. 실험결과
ⅱ. 고찰

Ⅴ. 결론

본문내용

ⅱ. 고찰
지금까지 재료역학에 관련된 실험들을 해왔고 이번 실험은 재료역학을 벗어나 진동학에 접하게 되는 첫 실험이었다. 이 실험은 재료 역학에 비해서는 더 확실히 눈에 보인다는 점에 좋았던 것 같다. 다만 본 실험이 지금까지 해온 어느 실험보다 빨리 끝나서 그렇게 시간이 가버리는 동안 사진을 찍을 수 없었던 점에 대해 아쉬움을 느낀다.
하지만 다른 실험에 비해서는 비교적 그 값들이 오차가 많이 않은 것 같다. 사실상 두 가지 방법으로 계산해 낸 감쇠고유진동수는 거의 비슷하다고 볼 수 있는 정도의 오차를 보인 것 같다. 본 실험 외팔보들이 첫 실험을 하는 것이 아닌 몇 번의 실험을 걸친 것이었고 우리가 다루는 측정값들이 매우 미세하다는 점을 고려했을 때 스트레인게이지의 저항 값의 변화, 변형에 의한 특성변화들은 무시 할 만한 것이 못된다. 또한 절사값 혹은 근사값에 따른 오차로인해 많은 영향을 받을수 있기때문에 본 실험에서의 값은 비교적 정확하다고 볼 수 있을 것이다.






Ⅴ. 결론
본 실험을 통해 재료의 진동상태를 확인 할 수 있다. 그리고 이러한 진동상태를 볼 수 있도록 해주는 data 들은 우리가 많은 것을 유추해 낼 수 있게끔 도와준다. 먼저 재료들의 data를 통해 주기를 확인할 수 있다. 금속과 플라스틱의 주기는 각각 0.085sec와 0.127sec 였다. 이 주기와 이미 알고 있는 공식을 통해 감쇠고유진동수를 쉽게 구할 수 있었다. 그렇게 구해진 감쇠고유진동수는 각각 또한 이 방법 외에 재료의 감쇠율을 통해 이를 찾아낼 수 있었는데 각각의 감쇠율은 0.00676과 0.0547이다. 이때에는 주어진 재료에 대한 길이, 질량, 탄성계수등의 정확한 정보들이 필요하다. 이러한 정보들로서 고유진동수 70.71rad/sec과 38.15070.71rad/sec을 얻을 수 있었다. 이렇게 구해진 고유진동수와 감쇠율을 통해 구한 감쇠고유진동수는 각각 70.47170.71rad/sec과 38.09370.71rad/sec 으로서 이 방법들의 차이는 약간의 오차를 보였다.

참고자료

· - 기계실험 및 측정, 최재봉교수님, 진동실험, 강의노트
· - 최신기계진동학, 이건복 외 3명 공역, Daniel J. Inman , PEARSON Prentice Hall / 2004