[기계공학실험]외팔보의 고유 진동수

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오늘은 해피캠퍼스에서 발췌한 “[기계공학실험]외팔보의 고유 진동수” 내용을 정리하여 알려드립니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 주의 사항
6. 실험 결과
7. 토의 사항
8. 참고 문헌

 

본문내용일부

1. 실험 목적
가. 본 실험의 목적은 가속도계(Accelerometer)와 충격망치(Impact Ha㎜er) 그리고 진동신호 분석기(FFT analyzer)를 사용하여 피시험체의 가진에 대한 응답 신호를 분석해 봄으로써 진동 신호 분석기의 사용법과 진동신호처리 및 분석에 대한 학생들의 이해를 돕고자 한다.

2. 실험 이론 및 원리
가. 진동
물체의 위치, 전류의 세기 등 물리량이 일정시간마다 일정한 값으로 규칙적으로 변동하는 현상. 실로 추를 매단 진자(흔들이)가 좌우로 흔들거리는 운동이나 코일 스프링의 하단에 매단 추가 상하로 움직이는 운동처럼 위치나 양이 어느 시간마다 되풀이해 변화한다.
- 일정한 시간간격(=주기, Period)을 두고 반복적으로 일어나는 운동 또는 현상 - 기계장치나 구조물 등이 동적인 힘을 받아서 떨리는 현상 - 물체의 시간이 흐름에 따라 하나의 점을 중심으로 반복적으로 왔다 갔다 하면서 움직이는 상태 혹은 어떤 물리적인 값이 일정 값을 기준으로 상하 요동을 보이는 상태.
- 진동 발생의 원인 : 회전이나 왕복운동을 하는 물체들에서 불균형한 힘들과 기계부속품들 사이에서 발생되는 마찰, 회전 접촉, 제작상의 오차 등
- 진동계의 구성요소 : 위치에너지 저장요소(스프링 또는 탄성체), 운동에너지 저장요소(질량체), 에너지 소멸요소(감쇠기)
1) 단진동
일직선상을 운동하는 질량 m의 질점이 그 직선상의 원점에서의 변위 x에 비례하는 복원력 F(x)=-kx(k _{0})로 원점에 끌리는 경우에는, 이 질점의 시각 t의 변위 x(t)는 x(t)=asin(w _{0}t+δ)이고, 질점은 단진동을 한다[그림 1]. 여기서 a는 진폭. 위상각 (w _{0}t+δ)의 w _{0}는 각진동수이고, w _{0}= 2πv _{0}=2π/T이며, v _{0}는 진동수, T는 주기이다. 이와 같은 복원력의 장에서는, 질점은 위치에너지 (1/2)kx ^{2}을 가진다.
2) 전기진동
축전기와 솔레노이드의 양끝을 접속한 LC회로에 생기는 전기진동은 역학적인 단진동과 유사한 현상이다.

 

참고문헌

Mechanics of Materials, James M. Gere저

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