[기계항공공학실험] 진동실험

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목차: 1. 흡진기 성능 실험에서 특정 빔의 공진주파수와 일치하는 정현파(sine signal)로 구조물을 가진 하여 그 빔의 가속도 신호를 측정하였다. 흡진기를 장착하기 전과 후 가속도 신호(진폭)를 한 개의 그래프에 도시하고 비교하시오.

2. 흡진기 성능 실험에서 흡진기를 장착했던 빔의 등가 시스템 구성 실험에서 구한 주파수 응답곡선과 흡진기 성능 실험에서 구한 주파수 응답 곡선을 한 개의 그래프에 나타내고, 두 그래프의 공진 주파수를 각각 표시하시오. (단, y축의 scale은 20log10|magnitude|)

3. 특정 빔의 공진현상을 해결하기 위해서 설계한 흡진기가 예상대로 빔의 주파수 응답특성을 변화시켰는가? 실험 결과와 중간 보고서에서 예상한 것을 비교하여 설명하시오.

4. 본 실험에서 이론적으로 설계한 흡진기가 제대로 된 역할을 하지 못했다면, 그 원인은 무엇이라고 생각할 수 있는지 서술하시오.

5. 공진 현상을 피하기 위해서 설계되는 흡진기의 단점에 대해 서술하시오.

6. 공진으로 발생하는 문제점-과도한 진폭-을 해결할 수 있는 방안으로 흡진기를 사용하지 않는 방법으로는 어떤 것들이 있는지 조사하시오.

7. 본 실험과 같이 이론을 검증하는 실험에서는 예상된 결과와 정확히 일치하는 실험 결과를 얻기가 쉽지 않다. 이론 내용에 지나친 가정이 포함되어 있을 수 있고 그 이론 내용을 구현하기에 실험장치의 구성과 실험방법에 문제가 있을 수도 있다. 그런 관점에서 이번 실험 전반의 내용에 대해서 각자의 생각을 쓰시오.

8. Reference

<중간레포트>

1. 실험에서 구한 각 빔의 주파수 응답곡선을 도시하여라.

2. 실험 결과를 이용하여 각 빔의 등가 시스템을 구하여라.

3. 다음 그림에 나타낸 주 시스템과 흡진기 응답을 각각 다음과 같이 나타낼 경우 , , , 를 다음 변수의 함수로 나타내어라.

4. 각 빔의 적절한 흡진기를 설계하라.

본문내용: 1. 흡진기 성능 실험에서 특정 빔의 공진주파수와 일치하는 정현파(sine signal)로 구조물을 가진 하여 그 빔의 가속도 신호를 측정하였다. 흡진기를 장착하기 전과 후 가속도 신호(진폭)를 한 개의 그래프에 도시하고 비교하시오.

흡진기를 장착하기에 앞서 2번 빔의 공진 주파수(18.75Hz)에 해당하는 정현파를 시스템에 가해주었다. 1차 실험에서 보았던 것처럼 역시 2번 빔이 공진현상을 보였다. 사실 완벽하게 18.75Hz에서 공진현상을 보인 것은 아니지만 18.75Hz보다 조금 큰 값(18.9Hz 부근)에서 정현파를 가해 공진을 시켰다. 이는 우리 조의 분석과정에서의 오차일 수도 있고 실험상의 오차일 수도 있다. 이런 오차의 분석은 뒷부분에서 다시 언급하겠다.

공진현상을 확인한 다음에는 중간 보고서에서 설계해 온 흡진기(B)를 2번 빔에 장착하였다. 그 이후 다시 2번 빔의 공진 주파수에 해당하는 정현파를 시스템에 가해주었다. 그러자 2번 빔의 움직임은 눈에 띄게 줄어들었고 대신 흡진기가 많은 진동을 보였다. 흡진기의 목표는 주 시스템의 공진 현상을 없애는 것이므로 이 결과는 성공적이라고 말할 수 있다.

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