기계공학 실험 - 외팔보의 고유진동수 측정

본문내용

한 힘을 가하지 않도록 한다.
④ 가속도계를 피시험물에 확실히 부착하여 실험 중에 떨어지지 않도록 한 다.
⑤ 실험 시에 충격 망치로 가속도계를 치지 않도록 주의한다.
6. 실험결과
▣ 이론적인 고유진동수 계산
- 이론적인 고유진동수를 계산한다.
,
( Al-1050시편 a×b×t=0.052×0.05×0.003m, E=69GPa =0.33 =2705 kg/㎥ )
① 1차 고유 진동수
② 2차 고유 진동수
③ 3차 고유 진동수
④ 4차 고유 진동수
- 실험결과를 정리한다.
실험1
실험2
실험3
실험4
1차 고유 진동수()
9.33
9.5
9.01
9.34
2차 고유 진동수()
58.87
58.61
58.69
58.25
① 1차 고유 진동수의 평균값 =
② 2차 고유 진동수의 평균값 =
7. 결론
▣ 고유진동모드 결과
- 해석 SAMCEF(Ver6.3)
○ 1차 고유진동모드 ○ 2차 고유진동모드
○ 3차 고유진동모드 ○ 4차 고유진동모드
▣ 오차원인 분석
* 2008년 실험 값
(단위:Hz)
1회
2회
3회
4회
1st mode
9.375
9.341
9.491
9.649
2nd mode
58.518
58.594
58.557
58.742
* 절대오차 =｜이론값 - 실험값｜
(단위:Hz)
1회
2회
3회
4회
평균값
1st mode
0.41544
0.44944
0.29944
0.14144
0.32644
2st mode
2.83766
2.76166
2.79866
2.61366
2.75291
* 상대오차=
(단위:%)
1회
2회
3회
4회
평균값
1st mode
4.2433
4.5906
3.0585
1.4447
3.334275
2st mode
4.6249
4.5011
4.5614
4.2599
4.486825
① 외팔보의 물성치가 완벽하지 않았기 때문에 이론값 과 실험값 사이에 오차가 발생하였던 것 같다.
② 외팔보의 한 지점에 일정한 속도로 망치로 충격을 가해야 하지만 사람의 손으로 하였기 때문에 오차가 발생한 것 같다.
③ 외팔보와 같이 시편의 한쪽이 완전히 고정되어 있어야 하는데 시편이 완벽히 고정되지 않았기 때문에 오차가 발생한 것 같다.
④ 가속도계가 충격망치에 의해 가진될 시에 시편에 충분히 고정되지 않았다면 그 자체의 진동에 의해서 오차가 발생한 것 같다.
▣ 실생활에서 공진 발생 사례
- 성우의 목소리 파장으로 유리병을 깨는 영상
- 물에다 돌을 던졌을 때 일어나는 물결의 파장
- 와인 잔의 가장자리 주위를 손가락으로 통길 때 와인 잔이 울린다.
- 전자레인지 (전파가 물 분자를 진동시켜 열을 발생)
- 서로 주파수가 같은 사람끼리 생각의 교감이 일어나 서로의 생각을 읽게 된다.
▣ 공진 특성을 이용하여 유용한 일을 수행하는 경우
- 부품 전달 장치, 콘크리트 콤팩트, 초음파세척기, pile driver 등의 장비는 의도적으로 진동을 유발시키고 있다. 또 우리가 다루는 진동 시험기는 생산물이나 부속품에 제어된 진동을 주어 진동에 대한 물리적 혹은 기능적인 반응 시험과 저항 능력을 조사하는데 광범위하게 쓰인다.

키워드

진동학,   공진,   외팔보,   고유진동수