(1) 배경: 외팔보가 진동할 때, 이 구조물의 고유 진동 모우드는 중요한 파라미터이다. 각각의 고유 진동 모우드는 특정한 주파수와 진동 형태를 가지는데, 이는 구조물의 거동을 이해하고 예측하는 데에 도움을 준다. Frequency Response Function(FRF)은 외팔보의 고유 진동 모우드를 측정하는 기법 중 하나로, 외력과 반응 사이의 관계를 정량화 하여 구조물의 주파수 응답을 측정한다. 이를 통해 외팔보에 특정한 주파수 범위의 외력을 가했을 때, 해당 주파수에서의 응답을 알 수 있다. 또한 FRF를 계산하고 분석함으로써 외팔보의 고유 진동 주파수와 형태를 알 수 있다. 이를 통하여 구조물의 설계, 안전성 평가, 손상 진단 등을 수행할 수 있다. 그리고 외력 스펙트럼을 알고 있을 때 FRF을 이용하여 외력에 대한 구조물의 응답을 예측하는 것도 수행할 수 있다. 외팔보의 고유 진동 모우드 측정 실험을 수행하면 앞으로 구조물 공학, 진동 제어 등의 분야에 진출할 경우 이는 크게 도움이 될 것이다. (2) 목적: 어떤 시스템의 진동을 실험적으로 측정해서, 그 시스템의 진동 특성, 즉 고유 진동수, 고유 진동 모우드, 감쇠비 등을 알아내는 방법을 modal testing이라 한다.
(1) 배경: 외팔보는 구조물의 기본 요소 중 하나로, 건축물, 다리, 기계 등에서 사용된다. 외팔보의 고유 진동수를 측정하고 진동 모우드를 가시화해보는 활동은 향후 실무에서 외팔보의 안정성과 구조 설계의 효율성을 평가하는 데에 도움을 줄 수 있다. 그리고 고유 진동 모우드의 분석은 외팔보가 외부 힘에 의해 어떻게 반응하고, 어떤 주파수에서 공명이 발생하는지를 이해하는데 도움이 된다. 특정 시스템이나 장치의 고유 진동 특성을 이해하고 제어하는 것은 새로운 기술이나 제품 개발에 도움을 줄 수 있다. 이를 통해 시스템의 안정성, 성능 및 효율성을 향상시키는 데에 기여할 수 있다.(2) 목적: 외팔보의 고유 진동수와 고유 진동 모우드를 해석적인 방법으로 구해보고, 실험 결과와 비교한다. 그리고 연속계에 대한 고유 진동수와 진동 모우드를 이해한다.
(1) 배경: 기계, 구조물, 전자 장비 등 다양한 시스템에서 발생하는 진동은 소음, 손상, 안정성 저하 등의 문제를 초래할 수 있다. 이러한 진동을 효과적으로 제어하는 것은 시스템 성능 향상 및 안전을 위해 중요하다. 이러한 제어 방법 중 하나로 동흡진기를 진동계에 결합시키는 것이 있는데, 그 원리는 외부 진동을 감지하고 이에 대응하여 반진동을 생성하여 외부 진동을 상쇄시키는 것이다. 동흡진기는 현재 자동차, 항공우주, 건축 산업 등에서 널리 이용되고 있어 본 실험에 대한 경험은 향후 관련 분야에 종사할 경우 유용하게 활용될 것이다. (2) 목적: 일정한 속도로 구동되어지는 진동계(primary mass-spring system)가 그 진동계의 공진(resonance)영역에서 구동되면 과도한 진동이 발생한다. 이 진동계에 2차 진동계(secondary mass-spring system)를 결합시키면 주진동계의 과도한 진동을 흡수, 제어할 수 있다. 주진동계의 과도한 진동을 감소시키기 위해 결합되어지는 2차 진동계를 동흡진기라고 한다. 이런 진동의 흡진 현상을 이해하고, 동흡진기를 설계하는 것이 이번 실험의 목적이다.
(1) 배경: 실험실 장비나 정밀한 계측기, 안정성이 중요한 장치에서는 그 진동을 감소시키는 것이 매우 중요하다. 이러한 진동을 줄이는 데에 주로 사용되는 것이 바로 bifilar suspension인데, 자기 공진 주파수와 같은 정밀한 측정이 요구되는 장치나 지진 시뮬레이터와 같은 시스템에서 지진파의 영향을 줄이는 데에 사용될 수 있다. 시스템의 운영 신뢰성, 안전 보장, 성능 최적화, 부품 보호 등의 측면에서 시스템의 안정성이 요구되기에 bifilar suspension에 관한 실험을 수행하는 것은 향후 산업 현장에서 관련 업무를 수행하는 데에 도움을 줄 것으로 기대된다.(2) 목적: Bifilar Suspension이란 대칭인 물체에 대하여 무게 중심을 통과하는 축을 중심으로 미소 회전각을 주어 질량 관성 모멘트를 구하는데 사용되는 방법으로서 물체의 양끝을 매달아서 자유진동에서의 진동수를 측정하여 물체의 질량 관성 모멘트를 얻는다. 자유진동을 하는 중심에 대칭인 물체의 각 가속도를 가속도계로 측정하여 관측함으로써 비교적 정확하게 관성 모멘트를 구할 수 있다.
(1) 배경: 구조물이나 기계 시스템이 일상생활이나 산업계에서 실용성 있게 활용되기 위해서는 이에 대한 안정성과 효율성 평가가 요구된다. 이러한 평가에 고려되는 지표들 중 하나인 비틀림 진동수는 축이나 구조물이 축방향으로 회전함에 따라 발생하는 비틀림 진동에서 나타나는 양으로, 구조물이나 기계 시스템의 안전성과 성능을 개선하는 데에 중요하게 고려되는 요소이다. 또한 비틀림 진동수를 측정하면 이를 구조물의 능동 진동제어, 회전 부품의 최적화, 진동 감쇠 시스템 설계 등에도 이용할 수 있다.(2) 목적: Flywheel이 부착된 축의 한쪽 끝은 고정되어 있고 다른 한쪽 끝은 자유로운 1 자유도의 비틀림 진동계를 구성한다. 그런 다음 축의 비틀림 진동수를 실험적으로 측정하고 이를 물체의 이론적 관성 모멘트를 이용하여 구한 비틀림 진동수와 비교한다.