진동학 - 바닥 가진[base excitation] 實驗(실험)
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작성일 23-09-12 04:36
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이때 시스템 질량입력부에는 초기 질량과 추가질량을 합한 값()을 입력한다.
카. 가진부의 속도를 change(변화)시키면서 앞의 측정(measurement) experiment(실험)을 반복한다.
바닥 가진 시스템의 해석에서 응답 변위 진폭은 experiment(실험)이론(理論)에서 본 다음 식과 같다. 따라서 질량의 응답 변위 진폭의 측정(measurement)값에서 상당한 오차가 있을 것으로 판단된다 또한 이론(理論)상으로는 진동수 비가 1이 될 때 공진이 발생하지만 이번 experiment(실험)에서는 진동수 비가 0.9187일 때 공진이 발생했다.
타. 추가 질량을 설치하고 측정(measurement)experiment(실험)을 반복한다. 바닥 가진은 바닥의 진동이 질량에 전달되어 발생하는 진동 형태이며 질량의 응답 변위 진폭은 가진 주파수에 따라 변한다는 사실을 experiment(실험)을 통해 알 수 있었다. 변위 전달율과 진동수 비의 그래프를 보면 진동수 비가 너무 크거나 작으면 변위 전달율이 작아지는 것을 볼 수 있는데 工學(공학) 적으로 이용분야가 많을 것 같다. 더불어 가진 주파수와 고유진동수가 일치하게 되면 공진이 발생한다는 것도 눈으로 확인 할 수 있었다. experiment(실험)장치의 가진 주파수 측정(measurement)센서에 문제가 있거나 초기질량이 실제와는 달라서 질량의 고유진동수가 틀렸을 가능성이 있는 것 같다.
자. 프로그램(program]) 화면에서 프로그램(program]) 실행 아이콘을 클릭하고 sine 그래프 형태의 진동 파형이 측정(measurement)되는지 확인한다.
5. experiment(실험) 결과
그림 4 추가 질량 설치 후의 고유 진동수
컨트롤러 표시속도
단위 :
단위 :
1.2
1.82
2.449
0.7432
2.5
2.04
2.449
0.8330
2.25
2.449
0.9187
2.7
2.44
2.449
0.9963
1.3
2.6
2.449
1.0617
표 측정(measurement) 결과
그래프 1 진동수 비와 변위 전달률의 함수
표1 의 측정(measurement)결과를 엑셀을 이용해서 그래프 1로 나타내었다.
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다. 울퉁불퉁한 노면의 도로를 달리는 자동차를 예로 들 수 있다아 바닥 가진은 그림 2와 같이 나타낼 수 있다아 이때 질량 의 고유진동수를 , 바닥의 가진 주파수를 로 표시한다.
위 식에서와 같이 응답 변위 진폭을 계산할 때는 감쇠비를 고려해야 하지만 experiment(실험)에서는 감쇠비를 무시하였기 때문에 experiment(실험)결과에서 오차가 발생했을 수 있다아
7. conclusion(결론) 및 느낀 점
이번 experiment(실험)은 바닥 가진에 대한 experiment(실험)이었다.
바. 화면 좌측 상단에 있는 Device Channel에 Dev1/ai0,Dev1/ai1을 입력한다. 의 응답 변위 진폭을 , 바닥의 가진 변위 진폭을 라고 하면
그림 2 바닥 가진 시스템
는 다음과 같이 쓸 수 있다아
여기서 과 의 비를 진동수 비라고 한다.
파. 질량 값에 따라 측정(measurement)을 5회씩 반복하고 진동수비에 따른 변위 전달률을 observation한다.
2. experiment(실험) 준비물
바닥 가진 experiment(실험) 장치, 연결 케이블, 출력신호 연결보드, 추가질량, 드라이버그림 1 experiment(실험) 준비물
3. experiment(실험) 이론(理論)
바닥 가진(base excitation)은 노면이나 지지대에서 발생한 운동이 질량을 가진 시켜서 발생하는 진동 현상이다.사. 시스템 질량 입력부에 시스템 질량(초기질량 : )을 입력한다.
차. 진동이 정상상태가 되면 화면 중앙에 있는 STOP을 클릭하고, 측정(measurement)변위와 변위전달률, 시스템의 고유진동수, 가진부의 고유진동수를 확인한다.
/는 변위 전달율이며 변위 전달율과 진동수 비를 이용해서 바닥의 운동이 얼마나 질량에 전달되는가를 함수로 나타낸다. () 위 식을 진동수 비를 사용해서 나타내면 다음과 같다. 진동수 비의 값이 1인 점 부근에서 공진이 발생함을 할 수 있다아
6. 오차analysis(분석)
이번 experiment(실험)에서는 experiment(실험)장치의 문제로 인해서 질량의 응답 크기를 육안으로 observation해야 했다.
4. experiment(실험) 방법
가. experiment(실험)에 불필요한 물건을 요점하고…(省略)마. experiment(실험)장치의 전원케이블을 220V 전원에 연결한다.
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