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[공학기술]크랭크 바이브레이션

R E P O R T(CRANK VIBRATION)32041855 유현인기계공학과 공학부김영은 교수님10월9일 제출제 4조 월123교시목 차1.실험 목적 (1)2.실험 이론 (1-3)2.1진동의 정의 ....(1)2.2기본 진동 개념 (1-3)3. 실험 결과 ..............(4)4. 실험 고찰 ..............(5-6)5. 참고 문헌 ..............(6)1.실험요약다양한 스피드로 작동되는 장치에서 피스톤에 작용하는 관성력으로 발생하는 진동을 부착된 두개의 막대를 통해 알아보고 질량의 균형을 통해 진동을 막을 수 있다는 것 알아본다. 또한 이를 통해 진동에 대한 기본지식과 실제로 자동차엔진이나 공기압축기에서 어떻게 사용되고 있는지 생각해 본다.2.실험이론2.1진동의 정의진동은 시간에 따라 주기적으로 에너지변환이 생기면서 물체가 반복적으로 움직이는 현 상을 지칭한다.2.2기본 진동 개념물체의 거동을 표현하는데 필요한 최소의 좌표수를 물체의 자유도라고 한다. 예를 들어 공간상에 있는 1개의 강체 거동은 3방향의 이동좌표와 3방향의 회전좌표가 있어야 표시할 수 있으므로 6자유도계의 거동이 된다. 그러나 물체의 운동을 제한하는 조건이 있으면 아래의 식에 따라 시스템의 자유도가 결정된다. 실제 기계시스템을 강체가로 가정하기는 어려운 경우, 즉 연성체인 경유는 유한 자유도의 좌표계로 표현할 수 없는 무한 자유도를 갖는 연소계가 된다. 그러나 물체를 연속계로 모델링 하는 경우에는 해석이 어렵고 약간의 복잡한 형상과 경계 조건인 경우는 해가 존재하지 않으므로 보통은 유한 자유도를 갖는 이산계로 근사화 하여 풀게 된다.2.2.1 크랭크 피스톤의 이동그림 은 크랭크 피스톤의 계략도이다. 크랭크 핀 A(,)가 속도으로 회전하고 피스톤 P(,)는 x축으로 길이의 축이 왕복운동 하고 있다. 크랭크는 반지름, 각을라고 하면와사이의 관계식을 구할 수 있다.yxOrA(,)P(,)-----------------(1)이라 가정하고 (1)를 통해을 제거하면이 된다.여기서의 값은 보통이고 1보다 작다. 근의 값은 높은 차원의 항목이다.를 사용하여----------(2)근데이므로 (2)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.----------(3)근데는 상하 왕복운동이다. 그 값은와 무관하게 일정하다. 이차 미분을 하면----------(4)반면에와의 좌표 값은----------(5)이 값을 이차미분하면-----------(6)3.실험결과실험 data-1balancing weight (kg)correction factor ( )x dir.y dir.obserbation result of lead Bfeature of vibration characteristic0-0.18119원에 근접한 진동 형태를 가진다0.1000.026107전체적으로 커지면서 타원형태의 진동 형태0.1600.1595전체적으로 작아지는 타원형 진동0.2000.23716y축 방향으로 커지는 타원형 진동0.2600.36521y축 으로 더욱 커진 타원형 진동0.3000.44524거의 y축 방향으로 만 진동0.3600.56726점점 x축 방향으로 넓어지는 타원형 진동실험 data-2mass(kg)04070100frequency (w,rpm)212.3203.6197.7194.9결과치 그래프4.결과 및 고찰이번 실험을 통하여 회전 운동과 직선 운동이 복합적으로 일어날 때 생기는 진동의 영향을 알아보았다.실험 결과에서 얻은 값을 확인해본다면 다음과 같은 사실을 알 수 있다. 먼저 질량 값을 증가 시키면 진동 값이 점점 감소 한다는 것이다. 이결과를 토대로 자동차의 엔진 을 설계할 때 고려하여야 할 것이다. 즉, 엔진의 질량값 과 그에 따라서 나타나는 진동 현상을 분석하여 그를 토대로 설계에 반영해야 한다는 것 이다. 이는 좀 더 정밀한 실험과 이론을 바탕으로 진행 되어야 한다.좀 더 정확한 실험을 위해서는 측정 수단을 눈으로 하기 보다는 정밀한 측정 기계를 이용 하여야 하며 다른 조에서 발생하는 진동과 소음을 없애야 한다.실생활에서 진동을 없애기 위해 실제로 응용된 예를 살펴보면, 가장 흔히 사용 되는 것 이 자동차에서 크랭크 샤프트에 크랭크 핀의 부착된 추를 들수있는데 이는 피스톤이나 커넥팅 로드의 왕복 운동에 의하여 발생되는 진동을 없애고 회전을 원활하게 해주는 역할을 한다.5.참고문헌① 진동학의 기초, 곽문규 저, 우조출판사② 소음 진동, 이채봉 저, 형설출판사

공학/기술| 2007.07.06| 7페이지| 1,000원| 조회(326)

좌표계, Crank Vibration, 자유도, 크랭크 바이브레이션, 연소계

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[공학]보의처짐

R E P O R T(보의 처짐)32041855 유현인기계공학과 공학부김영은 교수님10월9일 제출제 4조 월123교시목 차1.실험 요약 (1)2.실험 이론 (1-2)2.1진동의 정의 ....(1)2.2기본 진동 개념 (2)3. 실험 기구 ..............(2)4. 실험 방법 ..............(2-3)5. 실험결과 ..............(3-5)5.1고정지지보에서의 처짐 량............(4)5.2 단순 지지보 에서의 처짐량.........(5)6.결과 및 고찰(6)7.참고문헌......(6)1.실험요약단순지지 보와 고정지지 보 에 집중 하중을 가하였을 때 보가 받는 굽힘 모멘트와 처짐량 과의 관계를 이론적인 계산과 비교하여 이해하는데 있다. 특히 단순 지지보와 고정 지지보의 차이를 이해하고 집중 하중의 차이가 보의 처짐량에 어떠한 영향을 주는지 그 처짐량을 이해하는 것이 중요하다.2.실험 이론matrial properities2.1 양단고정지지 보 의 처짐(가) 집중하중에 의해 일어나는 처짐б=(나)모멘트에 의한 처짐б=따라서 전체 처짐은 집중하중에 의한 처짐과 모멘트에 의한 처짐을 더하면 전체 처짐량을 구할 수 있다.бTOTAL=2.2 양단 단순 지지 보의 처짐보의 중간 부분에의 처짐량은 다음과 같다Y=3. 실험 기구실험기구에서의 matrial properities4.실험방법①보는 양단이 고정 되도록 조정한다.②보의 중앙에 위치한 게이지의 눈금을 0으로 조정한다.③보의 왼쪽으로부터 1/3지점에 반지름 0.036m 의 디스크가 있다. 모멘트를 측정하기 위해 원의 접선 방향으로 추를 달수 있도록 한다.④보의 오른쪽 1/3 지점에는 집중 하중이 작용 하도록 추를 달 수 있도록 한다.⑤왼쪽 끝에서 모멘트가 걸리는 지점 까지의 거리를 a로 하고 모멘트가 10N 작용하도록 추를 메단다.⑥오른쪽 끝에서부터 집중하중이 걸리는 지점까지의 거리는 b로 하고 2N의 추를 메달아 보의 처짐량을 게이지 눈금으로 확인 한다.⑦집중 하중을 증가시킨다. 5N, 10N, 15N 에서도 측정한다.⑧보의 고정된 양단이 수평방향으로 지지되도록 바꾸어준다.⑨ ②부터⑧까지 반복한다. 단, 양단 단순 지지 보 일 때 측정값의 정확성을 위해 3번 측정한다.5. 실험 결과5.1 고정 지지보에서의 처짐 량 (실험값)집중하중2N5N10N15N처짐량(mm)고정 지지보 에서의 처짐 량 (이론값)집중하중2N5N10N15N처짐량(mm)5.2 단순 지지보 에서의 처짐량(실험값)횟수/하중2N5N10N15N10.54mm1.19mm2.24mm3.29mm20.48mm1.15mm2.23mm3.28mm30.51mm1.18mm2.25mm3.31mm평균0.51mm1.17mm2.24mm3.29mm단순 지지보 에서의 처짐량(이론값)하중2N5N10N15N처짐량0.38mm1.04mm2.23mm3.492mm6.결과 및 고찰이번 실험은 단순 지지 보와 고정 지지보에 집중하중을 달리 하여 각각의 처짐 량 의 값을 알아보는 실험 이였다.먼저 고정 지지보 에서의 실험값과 이론값을 알아보았고 다음으로 단순지지 보에서 의 이론값과 실험값의 처짐 량 을 알아보았다. 실험값을 비교하여 보면 단순 지지 보에서의 처짐 량 이 고정 지지보 에서의 처짐보다 크다는 것을 알 수 있다. 이런 결과가 나온 이유는 단순 지지 보 는 양 끝단 에서 처짐 각이 있지만 고정 지지 보 에서는 양끝단의 처짐 각 이 ‘0’이기 때문에 중앙 위치에서의 처짐 값이 단순 지지 보 보다 작은 것이다.그리고 실험값과 이론값 사이에 어느 정도 생각 했던 것 보다는 적은 량 의 오차가 놔왔지만 그래도 오차 값이 있었다. 이것은 처짐을 측정하는 게이지의 문제 인 것 같다. 매번 실험 할 때 마다 손으로 영점을 잡고 했기 때문에 그 값의 정확성 여부를 확신 할 수 없기 때문이다. 따라서 오차를 줄이는 가장 효과적인 방법은 게이지를 정확한 값을 얻을수 있도록 디지털 게이지를 사용하는 것이다.이번 실험으로 인하여 하중을 견디는 기계를 설계할 때 어느 정도의 처짐과 어떤 지지보를 선택하여야 하는지에 대해 생각을 정리해 볼 수 있는 계기가 되었고 좀더 공학적인 시각으로 재료를 볼수 있게 되었다.

공학/기술| 2007.07.06| 6페이지| 1,000원| 조회(1,895)

하중, 진동, 보의 처짐

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