1자유도 진동 실험

소개

1자유도 진동 실헙입니다.
엑셀을 이용하여 이론값과 실험값을 비교분석하였습니다.

목차

1. 실 험 목 적

2. 이론적 배경
가. 진동의 정의
나. 실험장치
다. 1자유도란
라. 공진

3. 실험방법

4. 실험결과
가. 측정값
나. 이론값
다. 이론값과 결과값의 그래프 비교
라. m,c,k값의 변화에 따른 진폭변화 그래프
마. 오차의 원인
바. 결과값의 분석 및 고찰

5. 참고문헌

본문내용

1. 실 험 목 적
이번 실험에서는 1자유도 진동계를 가진 주파수를 변화시킬 수 있는 가진기(exciter)에 연결시켜 기저가진(Base Excitation)에 의한 1자유도 강제진동의 특성을 알아볼 것이다. 이번 실험의 중심은 외력에 의한 공진 주파수를 확인하는 것이다.
진동계가 그 고유진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하는 현상을 공진이라고 한다. 소리[音]나 보통의 역학적 진동, 전기적 진동 등 모든 진동에 일어나는 현상인데, 이 중에서 전기적 기계적 공명일 때는 공진이라고 한다.
일반적으로 공명은 외부로부터 작용하는 힘의 진동수가 진동체의 고유진동수에 따라 커지고, 양쪽 진동수가 일치할 때 진폭이 최대로 되는 일을 말한다. 또 진동체가 서로 연결되어 있는 경우, 양쪽 진동수가 같으면 공명에 의해서 에너지를 서로 교환하기 쉽게 된다.
예를 들면, 진동수가 같은 소리굽쇠를 접근시켜 한쪽을 때리면 거기에 따라 다른 쪽 소리굽쇠도 울리기 시작하는데, 이것은 공기를 매체로 해서 일어나는 소리굽쇠의 공명현상이다. 고층건물 교량 기다란 회전체 등에서 공진이 일어나면 큰 이상진동이 생겨 파괴되는 수도 있다. 이번 실험을 통하여 이러한 기계장치나 구조물의 설계에 있어서 똑같은 고유진동수의 외력에 의한 공진으로 발생되는 파손을 막기 위해 고유진동수를 찾아내고 진동모드를 해석하여 설계 시 공진이 일어나는 것을 방지할 수 있을 것이다.

2. 이론적 배경
가. 진동의 정의
일반적으로 어떤 물체가 기준 위치에 대해 반복운동을 할 때 그 물체는 진동한다고 말한다. 이때 기준 위치에 대해서 다시 그 위치로 돌아오는데 걸리는 시간을 주기라고 말한다.
1초 동안에 완전한 운동 주기가 일어나는 횟수를 주파수라고 말하며, 단위는 Hertz(Hz)를 사용한다. 물리적인 의미의 진동은, 같은 시간 간격으로 되풀이 되는 모든 운동을 주기운동 혹은 조화운동(harmonic motion) 이라고 하는데, 이 주기운동을 하는 입자가 운동하는 경로마저 같을 경우 이 운동을 진동이라 한다.

참고자료

· 가. 기계진동이론과 응용, Thomson, 사이텍미디어, 1998년, 4판
· 나. 기계역학실험, 안찬우 저, 동아대학교 출판부, 2001