고유진동수의 측정 원리

목차

1.실험개요

2.실험목적

3.이론적 배경

4.실험장치

5. 실험 방법

6.실험 시 주의사항

7.실험결과

8.결론 및 분석

9.참고 문헌 및 사이트

본문내용

충격 망치로 가속도계를 치지 않도록 주의한다.
7.실험결과
진동수 횟수
1회실험
2회실험
3회실험
4회실험
5회실험
6회실험
평 균
1차(Hz)
9.45
9.84
9.45
9.45
9.84
9.45
9.58
2차(Hz)
58.64
58.64
58.64
58.64
58.64
58.25
58.58

L
0.5m
b
0.05m
t
0.003m
2705kg/㎥
E
69GPa
0.33
<계산과정>
※1차 고유진동수 이론값(n=1일 경우)
※2차 고유진동수 이론값(n=2일 경우)
(※)
※상대오차
상대오차=
8.결론 및 분석
이번 실험은 충격망치를 이용하여 외팔보에 충격을 가하여 외팔보의 고유진동수를 측정하는 실험 이였다.
우리 7조의 1차고유진동수 값이 9.58이 나왔다. 이론값 9.789356과 비교했을때 그렇게 큰 차이가 없었다. 상대오차 역시 2.14%로 비교적 정확한 실험을 한 것 같다. 오차의 원인으로 아주 미세하지만 기온과 습도에 의한 재료의 변형으로 인한 오차와 우리 조 보다 먼저 실험을 한 다른 조들의 실험으로 인한 Al재료의 변형 역시 하나의 오차 원인이다. 그리고 실험 전에 외팔보의 고정이 제대로 되어 있지 않아서 오차가 발생할 수도 있다. 그리고 우리 실험 조원들의 충격망치 사용 미숙으로 인해 충격망치의 타점을 잘못 칠 수도 있다. 그래서 오차가 발생 하였을 것을 생각된다.
실험에서 주파수의 형태는 충격망치 끝의 재질에 따라 달라진다. 강성이 높은 철 등의 재료는 고주파 영역까지, 강성이 작은 고무나 플라스틱일 경우에는 낮은 주파수까지 가진 할 수 있다.
충격망치를 이용한 실험은 적은 비용으로 진동을 줄 수 있어서 좋다. 하지만 가진 에너지가 작기 때문에, 비선형 요소나 잡음의 영향을 받기 쉽다. 그리고 가진력의 제어가 곤란하고, 정밀한 일정력의 가진이 안된다. 또 타격점에서 국부변형이 일어나고, 기계부품에 손상을 주기 쉽다. 저주파영역(100Hz이하)의 전달함수측정이 낮다. 망치 헤드의 재질에 따라 측정 고주파영역도 제한된다. 따라서 비선형 성분이 적고, 각성분의 강성이 높은 구조물이나 기계에 사용하는 것이 바람직하다.
이런 재료의 고유진동수를 측정하는 이유는 공진현상을 피하기 위해서다.
공진이란 고유 진동수와 외부에서 가해지는 진동수 값이 같을 때 진폭이 매우 커지게 되는 현상으로 공진 현상으로 인한 기계의 파손이 생길수도 있다.
그러므로 고유진동수를 미리 측정하고 알맞은 고유진동수를 맞추어 공진현상을 피하여 기계의 파손을 막으면 될 것이다.
고유진동수 이므로 k(강성)를 변화 시키거나 질량을 변화 시켜 고유진동수를 바꿀 수도 있다.
9.참고 문헌 및 사이트
http://blog.naver.com/yongheeone.do?Redirect=Log&logNo=100012084486
http://soundmasters.kaist.ac.kr/nrl/Impact2.htm
http://vibration.sunmoon.ac.kr/impact/impact%20and%20accelerometer.htm

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고유진동수의 측정 원리,   가속도계(Accelerometer),   충격망치