분야
hwp2.실험내용
1)자유진동
2)강제진동
3. 관련이론
4. 실험장치
5. 실험방법
6. 실험결과 및 고찰
7. 결론
8. 참고문헌
9. 소감
강제진동실험에서는 보에 설치된 가진모터를 작동하여 불평형 관성력에 의한 조화 가진력을 발생시켜서 진동계를 가진시키고, 그에 따른 가진 응답을 측정한다. 이로부터 확대율 및 위상각을 측정하고 고유진동수와 감쇠비를 구한다.
3. 관련이론
진동계는 비교적 간단한 구조의 1 자유도 회전 진동계로 운동방정식을 정식화해서 이론적으로 진동 특성을 해석할 수 있다. 운동방정식 정식화에서 강체보의 회전지지부에서의 회전마찰은 무시하고, 보를 지지하고 있는 코일스프링과 대시 포트 감쇠기는 선형성을 가지는 것으로 가정한다.
회전운동방정식은,
여기서,
각 응답특성에 있어서의 고유진동수와 감쇠비는 다음과 같이 나타내어진다.
,
4. 실험장치
실험장치는 강체보, 대쉬 포트 감쇠기(D9), Spring 으로 구성된 진동계와 가진 모터(E11) 및 속도제어기(프레임 아래쪽), 위상각 측정판(D4), 드럼 차트 기록기(D7)로 아래와 같이 구성된다.
5. 실험방법
가. 비감쇠 자유진동
① 먼저 설치할 스프링의 스프링상수를 스프링 변형 실험을 통해서 구한다.
② 강체보에 스프링을 보 우측 끝단에 설치한다.
③ 차트기록기 모터 전원선을 속도제어기 전면 패널의 보조 전원 공급 소켓에 연결하고, 속도제어기 전원을 켠다.
④ 강체보 우측 끝단을 아래로 약간 잡아당겨 초기 각변위를 주었다가 놓아주어 자유진동을 발생시킨다.
⑤ 진동 발생 직후 차트기록기의 펜을 기록지 위에 접촉시켜 발생 진동 변위 궤적을 기록한다.
나. 감쇠자유진동
① 강체보에 스프링을 보 우측 끝단에 설치하고, 감쇠기는 보의 내부에 설치한다.
② 이하는 가. 비감쇠 자유진동의 ③-⑤를 따른다.
다. 비감쇠 강제진동
① 강체보 우측 끝단에 스프링을 설치하고, 감쇠기 없이 비감쇠 강제진동계를 구성한다. 가진 모터 속도제어기의 전원 스위치를 켠다.
