단진자,스프링,모터에 대한 진동 실험

소개글

단진자,스프링,모터에 대한 진동 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.실험목적

2.준비물

3.실험방법

4.데이터 값

5.분석 및 고찰

6.유의사항

본문내용

따른 보의 진동을 구하고 그 값을 Dunkerley 방정식에 대입해 순수한 보의 고유진동수를 구하여 위험속도까지 미치는 진동수를 얻어내어 기계가 위험속도에 미치지 않는 점을 구하는 실험이다.
<준비물>
C1, D1, D4, D5, D6, 스프링, 추, 보, 모터, 육각렌치, speed unit, 변압기
<실험방법>
◎ 장치방법
① 제일 먼저 보를 지지하기 위해 왼쪽 부분에 왼쪽지지대를 결합한다.
② 금속 재료인 보를 직각으로 왼쪽지지대에 지지시킨다.
③ 용수철지지대를 프레임 상단에 설치시킨다.
④ 용수철지지대와 보 사이에 용수철을 장치한다.
⑤ 안전을 위해 보 오른쪽 끝에 안전장치를 장착시킨다.
⑥ 보의 가운데에 모터를 장치시키는데 흔들림에 움직임이 없도록 나사를 꽉 조인다.
또 모터는 정확한 speed unit 장치에 연결한다.
◎ 실험순서
① speed unit의 손잡이를 오른쪽으로 돌리면 모터의 속도는 증가한다. 단 이때 손잡이를
너무 빨리 돌리면 보의 진동을 정확하게 측정할 수 없다.
② 손잡이를 돌려 모터의 속도를 증가시키면 그에 해당하는 양만큼 눈금을 가리킨다.
③ 천천히 모터의 속도를 올리다 보면 어느 순간부터 보의 진동이 시작되고 진동이 점점
커지게 된다. 그리고 어느 정도 올라가게 되면 진동이 약해 지는 것을 알수 있다.
④ 이때 가장 큰 진동이 일어나는 곳이 보와 모터의 고유진동수 가 같은 지점이라 할 수
있다. 이지점을 측정한다.
⑤ 모터와 판과의 회전속도를 계산하면 f를 구할수 있다.
※(보자체고유진동수)의 값은 의식을 이용하여 구할 수있다.
※ 위의 실험에서 쓰이는 Dunkerley 공식을 이용하면 위험속도를 구할수 있다.
Dunkerley 방정식
f=모터를 포함한 시스템 전체의 고유 진동수
f=보자체만의 고유 진동수
f=질량 m이 붙은 보의 고유진동수
※ 위의 실험중 측정할수 있는 Rpm값을 W로 환산해주어야한다.
W1=, (W1/W2)=(Z1/Z2)에서 W2를 구할수 있다. Z1=22, Z2=72(기어 잇수)
또 W=2*π*f에서 f(진동수 hz)를 구할 수 있다.
<기본파라미터>
L1=0.223m
L2=0.623m
m=1.86kg
I=3.6*10^-9
E=210*10^9
<데이터값>
질량(kg)
f
f^2
fb
f1
f1^2
10^3/(f^2)
4.9
41.12
1690.8544
202.32
41.99653251
1763.708743
0.591416978
5.3
40.85
1668.7225
202.32
41.70901726
1739.642121
0.599260812
5.7
38.13
1453.8969
202.32
38.8257523
1507.439041
0.68780668
6.1
35.95
1292.4025
202.32
36.53133306
1334.538295
0.773752759
6.5
35.68
1273.0624
202.32
36.24812569
1313.926616
0.78550745
6.9
35.4
1253.16
202.32
35.95464703
1292.736643
0.7979827
7.3
34.04
1158.7216
202.32
34.5322698
1192.477658
0.863020073
7.7
33.37
1113.5569
202.32
33.8333769
1144.697392
0.898023262
8.1
32.68
1067.9824
202.32
33.11485069
1096.593336
0.936345018
rpm
w1(rad/s)
w2(rad/s)
f(hz)
755
79.06339867
258.3771198
41.12200436
750
78.5398
256.6660131
40.8496732
700
73.30381333
239.5549455
38.12636166
660
69.115024
225.8660915
35.94771242
655
68.59142533
224.1549847
35.67538126
650
68.06782667
222.443878
35.40305011
625
65.44983333
213.8883442
34.04139434
620
64.92623467
212.1772375
33.76906318
600
62.83184
205.3328105
32.67973856
<고찰>
수업시간에 이미 배웠던 던커레이 공식을 사용하여 위험속도를 구할 수 있었다. 따라서 우리는 구조물을 해석할 때 위험속도를 측정할 수 있고 반대로 구조물을 설계할 수도 있다. 이 실험은 위험속도를 측정하여 공진현상을 방지하는 데 있다.

키워드

단진자,   중력가속도,   스프링,   위험속도,   모터,   질량,   던커레이,   나무구 강철구