외팔보의 고유진동수

목차

1. 실험 목적

2. 이론적 배경

3. 실험 장치 및 실험 방법

5. 실험 결과

6. 결과 분석 및 오차 해석

본문내용

을 누르고 충격망치로 외팔보를 친다.
⑹ 외팔보의 진동 측정이 끝나면 데이터를 저장한다.
⑺ 데이터를 분석하여 고유진동수를 측정한다.
※ 실험시 주의사항
주파수 분석기, 가속도계, 충격망치에 큰 충격을 주지 않도록 주의 한다.
센서 케이블을 밟지 않도록 하며, 꺾이지 않게 주의 한다.
센서 케이블을 입력단자에 연결할 때 결합부에 무리한 힘을 가하지 않도록 한다.
가속도계를 피시험물에 확실히 부착하여 실험 중에 떨어지지 않도록 한다.
실험 시에 충격 망치로 가속도계를 치지 않도록 주의 한다.
5.실험결과
※ 실험값
a=0.05m
= 2705 kg/
E = 69 GPa L=0.5 m t = 0.003m
단면적 : 0.5*0.05 m
t = 0.003m
☞고유진동의 이론값측정[Hz]
I = =
☞실험 결과값.
첫 번째 실험 측정 그래프 (Hz)
- 상대오차 계산
상대오차 =
실험측정값
이론값
상대오차
고유진동수()
9.8400 Hz
9.7894Hz
0.5169%
6.결과분석 및 오차해석
이번실험의 목적은 FFT분석기를 이용하여 외팔보의 고유진동수를 구하는 것이었다. 정지하여있는 외팔보에 외력을 가하여 공진이 일어날 때의 진동수 즉, 고유진동수를 측정할 수 있었다. 하지만 이론값으로 구한 고유진동수와 실험으로 인해 구한 고유진동수 값이 달랐다. 상대오차가 0.5169%로 나왔는데 오차가 나온 이유를 생각해보면,
책상 자체의 진동 및 주변에 의한 진동
시편이 올려져 있는 책상자체에 진동이 작용하고 또 주변의 소리에 의한 진동이 있어서 이 진동들이 실험당시 시편으로 전달되어 정확한 실험이 이루어지지 못하였다.
책상과 시편을 고정시킨 바이스
책상과 시편을 고정시켜놓은 바이스는 외팔보가 한 쪽 벽에 완전 고정되어있다는 조건을 만족시키지 못한다.
시편의 정확한 치수 측정 실패
버니어 켈리퍼스를 이용하여 비교적 정확하게 시편의 치수가 측정되었다 하더라도 실험에서 부합하는 이상적인 측정은 되지 못했을 것이다.
시편 자체의 비틀림
시편 자체에 비틀림이 있어서 진동 시 상하 수직적인 진동이 이루어지지 못하고 좌우로의 진동도 일어난다.
시편의 표면 거칠기
가속계를 부착시킨 시편의 표면은 완전 평면이 되어야 한다.
가속계 부착물
가속도계를 시편에 고정시켜 주는 부착물(왁스나 테입) 자체의 점성으로 인해 부착물에서 진동이 발생한다.
센서 케이블
가속도계를 신호 분석기까지 연결시켜주는 케이블은 신호에 대한 케이블 자체에 저항이 생기므로 최대한 일직선이 되어야 하고 너무 길어도 좋지 않다. 또 실험 당시 케이블을 시편 위에 테잎으로 고정시켰는데 케이블 자체의 중량과 테잎의 중량이 시편에 작용하므로 무게에 변화가 생겼다.
등으로 생각해 볼 수 있다. 또한 5번의 실험에서도 일정한 값이 나온 것으로 보아 고유진동수는 힘의 크기나 주어지는 힘의 위치와는 상관없음을 알 수 있었다.(다만 질량과 스프링 상수에 영향을 받는다.) 이번 실험으로 인해서 수업시간에만 듣던 고유진동수와 외팔보를 이용한 측정법등을 손으로 해볼 수 있어서 좋은 시간이었다.

키워드

진동,   주기,   진동수,   단순조화운동,   진동발생원인,   강제진동과 공진,   진동특성을 이해하는 모드 해석법,   고유진동의 이론값 측정