외팔보의 진동모드 및 공진실험
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작성일 23-02-04 05:12
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하중을 받는 외팔보의 진동은 필연적이며 이 진동을 이해하고, 제어하는 작업은 진동 엔지니어의 매우 중요한 처리해야할문제중의 하나이다. 그 중에서 가장 많이 사용되는 보의 형태는 외팔보이다. 기계를 설계할 때 공진을 고려하지 않고 설계한다면 타코마 다리의 붕괴와 같은 일이 일어날 수도 있다.
외팔보의 진동모드 및 공진실험
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1-2. 실험 목적
고유진동수란 각 물체가 가지는 고유한 진동특성을 말하는 것으로, 만일 진동계가 고유 진동수와 동일한 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받으면 그 진폭이 무한대로(이론적으로) 증가하게 될 것이다.
고유진동수란 각 물체가 가지는 고유한 진동property(특성)을 말하는 것으로, 만일 진동계가 고유 진동수와 동일한 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받으면 그 진폭이 무한대로(이론적으로) 증가하게 될 것이다. 실험을 실시하기 전에 먼저 보의 진동운동 방정식을 숙지함이 우선시 되며, 理論(이론)적인 보의 고유진동수 및 진동모드를 이해하여야 한다. 이렇게 물체가 갖는 고유 진동수와 외력의 진동수가 일치하게 되어 진폭이 증가하는 현상을 공진현상이라고 하며 좋은 예로 미국의 타코마 다리의 붕괴를 들 수 있다. 본 실험에서는 공진현상과 관련하여 물체의 고유진동수 측정과 공진에 의한 진동 모드에 대해서 실험하고자 한다. 이러한 외팔보의 진동실험을 통하여 진동현상(고유진동수 및 진동모드)에 대한 이해와 실험 모드해석 concept(개념)을 습득하고 理論(이론)적 진동해석 결과와 비교 分析(분석)하는 것을 목적으로 한다.
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다. 또한 특정주파수(고유진동수)에서의 공진현상을 觀察(관찰) 함으로써 진동저감 기술의 concept(개념)을 정립하고자 한다. flight(항공)기의 날개나 탱크의 포신 등 많은 구조물을 외팔보로 모델링할 수 있다. 이러한 공학실험을 통해 보의 진동特性을 파악하게 되고, 진동의 중요성, 공진의 중요성을 체험하게 된다. 본 실험에서는 외팔보의 진동特性을 실험으로 파악하고 理論(이론)적 해석결과와 비교한다. 다음 보의 진동실험을 수행하게 되는 실험장치의 구성과 실험방법을 습득 한 후 실험을 실시한다. 실험을 수행한 후에는 理論(이론)적 결과와 실험결과를 비교, 공진현상에 대하여 논하고 진동과 공진현상에 대한 완벽한 이해와 습득이 본 실험의 目標(목표)이다. 이렇게 물체가 갖는 고유 진동수와 외력의 진동수가 일치하게 되어 진폭이 증가하는 현상을 공진현상이라고 하며 좋은 예로 미국의 타코마 다리의 붕괴를 들 수 있따
순서
구조물에서 하중을 담당하는 1차원 부재의 대부분은 보이다.
외팔보는 flight(항공)기 날개, 로봇 팔, 우주 구조물 등과 같은 많은 시스템의 기본이 되는 구조물이다.
타코마 다리의 붕괴와 같은 공진현상은 생활 곳곳에서 일어날 수 있으며 우리가 사용하는 여러 가지 기계들에서도 발생할 수 있다.
