공학실험 - 동흡진기를 이용한 실험

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공학실험 - 동흡진기를 이용한 실험에 대한 보고서 자료입니다.

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착 전, 후의 강제진동 그래프 -
< 동흡진기 장착 전 발 그래프 > < 동흡진기 장착 후 발 그래프 >
- 인버터를 이용한 동흡진기 장착 전, 후의 강제진동 그래프 -
< 동흡진기 장착 전 인버터 > < 동흡진기 장착 후 인버터 >
위의 그래프는 4극 모터를 이용한 그래프에서는 고유진동 주파수가 7Hz정도 이다. 이 고유진동수와 같은 진동을 하면 공진이 일어나고 진폭은 엄청나게 크게 증가한다. 하지만 동흡진기를 사용하면 6극 모터 사용 실험과 마찬가지로 고유 진동수를 중심으로 양쪽으로 진폭이 갈라지는 것을 볼 수 있다. 이로써 동흡진기가 물체의 고유진동수로 오는 진동을 분산시켜 안전하게 해준다는 것을 알 수 있다.
고찰 및 개선방안
고찰 & 개선방안
이번 동흡진기를 이용한 실험을 통해서 흡진현상에 대해 이해 할 수 있었다. 동흡진기를 이용하여 진동을 줄이는 현상의 원리에 대해 좀 더 자세히 알아보면, 일정진동수로 진동하는 진동체에 부착 질량 - 스프링계인 동흡진기의 고유진동수를 진동체의 가진진동수와 같도록 만들어 진동체의 진동을 줄이거나 없앨 수 있다. 절연기를 설치 할 수 없는 경우라든지, 절연기로는 한계가 있는 경우, 이미 설치가 완료된 기게 시스템에 절연 변경이 곤란한 경우 또는 국부진동모드에 대한 진동저감을 할 때는 동흡진기를 부착하는 방법이 유용하다고 한다.
우선 실험을 하면서 아쉬웠던 점은 시간이 기계가 한 대씩 밖에 없었기 때문에 조끼리 돌아가면서 해야 했다. 실험자체가 데이터가 잘 나오는 실험이 아니였기에 나중에 기다리던 조들은 시간의 부족함으로 인해 많은 실험을 하지 못했고, 그로 인해 적절한 데이터가 나오지 않고 오차가 발생한 데이터도 많았다.
하지만 실험을 하면서 데이터를 측정했을 때 우리가 원했던 데이터가 인 진동수가 나오지는 않았지만(원래 15Hz가 나와야 하지만 14Hz가 나옴) 동흡진기로 인해 고유진동수를 피할 수 있다는 사실은 알 수 있었다.
실험을 하면서 그래프의 모습이 완만하지 못하고 어지럽게 나오는 그래프나 그나마 잘 실험된 데이터라 하더라도 그래프의 굴곡의 차이가 심한 것도 있었다.
이번 실험을 통해 발생한 오차의 원인을 살펴보면 가장 먼저 진동의 발생 방향이라 볼 수 있다. 손을 이용할 때나 인버터를 이용할 때 주게 되는 모터의 진동방향이 우리가 가정하고 있는 상하방향이어야 했으나, 기계본체 자체가 떨림으로 발생하게 되는 진동이 이러한 진동에 영향을 미쳐 오차가 발생하였다.
다음으로는 우리가 계산을 할 때 사용한 주변 요건들중 임의로 간략화 시키고 버린 것들이 실제 실험에서 측정되어 데이터의 오차를 발생 시켰다.
또 손을 이용하거나 발을 이용할 때 사람마다 주게 되는 진동이 다르고 그런 미묘한 차이가 본체 자체를 흔들게 되어 원래 주어야 되는 진동의 위치와 다른 부분까지 진동이 전해져서 오차가 발생했던 거 같다.
이번 실험을 하면서 알게 된 점은 동흡진기를 이용하여 고유진동수를 비켜나가더라도 오히려 분산된 진동수의 진폭은 엄청 커진다는 것을 알게 되었다.
교각이나 다리 같은 것들의 아래쪽에 보면 이런 식으로 동흡진기가 장착되어 차들이 지나갈 때 생기는 진동수가 다리의 고유진동수와 맞아 파괴되지 않도록 되어있다. 하지만 그러한 교각을 고유진동수가 분산된다고 본래 강도와 같게 만든다면 동흡진기로 분산이 되면서 커지는 진동수를 버티지 못하게 될 것이므로 실제 그러한 설계를 할 때에 영향을 미칠 것이다.
또한 동흡진기가 고유진동수를 비켜가게 한다고 해서 안전상의 이유로 여러 개의 동흡진기를 사용할 경우 그 주파수를 측정하기가 매우 난해해지고 동흡진기의 영향인 주파수의 증폭으로 위험해 질 수 있다는 것을 알게 되었다.

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공학실험,   동흡진기,   실험