서울대학교 기계항공공학실험1 진동실험 중간 레포트

최초 등록일
2007.12.21
최종 저작일
2007.10
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서울대학교 기계항공공학실험1 진동실험 중간 레포트 (35만점에 35받았음)

목차

6.1 실험 목적
6.2
6.2.1 고유주파수와 고유모드
6.2.2 공진 상태, 공진 주파수
6.2.3 외력 공급용 실험장비
(1) 충격 해머
(2) 전자식 가진기
(3) 유압식 가진기
(4) 기계식 가진기
6.2.4 가속도계의 원리
6.2.5.1 주파수 응답함수 구하기
6.2.5.2 주파수 응답곡선 그래프
참고문헌:

본문내용

6.1 실험 목적
기계 구조물의 공진 현상을 이해하고, 공진 현상을 피하기 위해 흡진기를 설계하는 것을 본 실험의 목표로 삼는다. 또한, 복잡한 수식 전개는 피하고, 가급적 기계 시스템의 진동 특성을 체험하여 공학적 감각을 키우는 것을 부가적인 목표로 한다.

6.2
6.2.1 고유주파수와 고유모드
조화 진동하는 동역학 계를 세가지 변수로 표현할 수 있다. 비감쇠 자유진동계는 진폭, 위상 그리고 진동수로 표현할 수 있는데 그 중에 진폭과 위상은 계의 초기 조건에 따라 달라지는 일종의 외부 변수로 볼 수 있다. 반면에 외부요인과 상관없이 일정한 주기로 진동하는 데, 이 때의 주파수는 시스템의 고유한 특성이기 때문에 고유 주파수라고 한다. 이를 수학적으로 표현하자면 조화 진동 계를 나타내는 미분방정식의 특성 방정식의 해의 절대값이 고유주파수의 크기라고 할 수 있다. 예를 들어 마찰 없는 수평면 위에 놓인 스프링에 연결된 추의 경우에 고유 진동수는 스프링상수를 추의 질량으로 나눈 값의 제곱근에 해당한다. 일자유도 진동계가 아닌 복수의 물체가 진동하는 다자유도 계에서는 각 물체간의 상대적 운동이 몇 가지 경향성을 가지는 데 이러한 상대적 운동의 특성을 계의 고유모드라고 한다. 이를 수학적으로 표현하면 다자유도 계를 나타내는 연립미분방정식을 행렬식으로 표현 했을 때 본 행렬식의 고유치(eigenvalue)들이 각 물체의 고유진동수가 되며 각 고유치에 상응하는 고유벡터(eigenvector)가 다자유도계의 각 요소간의 상대운동의 양상을 서술하는 고유모드라고 할 수 있다.
6.2.2 공진 상태, 공진 주파수
비감쇠계에 가진력이 가해졌을 때 물체의 진폭은 가진력의 주파수와 계의 고유주파수의 차에 반비례 한다. <물체의 진폭∝1/(고유주파수-가진주파수)> 그러므로 고유주파수와 가진주파수의 크기가 비슷할수록 진폭이 증가하며 고유주파수가 가진주파수와 같아지면 시간이 지남에 따라 진폭의 크기가 무한대가 되는 현상이 발생한다.

참고 자료

진동실험 매뉴얼
기계 진동학, 이장무 편저, 문운당
Fundamentals of Vibrations, Leonard Meirovitch, McGRAW-HILL

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