울산대학교 전공실험I 응용역학(동역학) 실험 레포트

목차

I. 1자유도계의 자유진동
1. 1자유도계의 자유진동 실험 목적4
2. 1자유도계의 자유진동 실험 이론4
3. 1자유도계의 자유진동 실험 결과7 4. 1자유도계의 자유진동 실험 토의9

II. 1자유도계의 강제진동실험
1. 1자유도계의 강제진동 실험 목적10
2. 1자유도계의 강제진동 실험 이론10
3. 1자유도계의 강제진동 실험 결과13 4. 1자유도계의 강제진동 실험 토의14

III. 회전체의 임계속도 실험
1. 회전체의 임계속도 실험 목적16
2. 회전체의 임계속도 실험 이론16
3. 회전체의 임계속도 실험 결과20 4. 회전체의 임계속도 실험 토의21

IV. 기어 치차 실험
1. 기어 치차 실험 목적22
2. 기어 치차 실험 이론22
3. 기어 치차 실험 결과26 4. 기어 치차 실험 토의27

V. 관성모멘트 측정 실험
1. 관성모멘트 측정 실험 목적31
2. 관성모멘트 측정 실험 이론31
3. 관성모멘트 측정 실험 결과33 4. 관성모멘트 측정 실험 토의34

본문내용

I-(1) 1자유도계의 자유진동 실험 목적
1 자유도 진동계는 가장 기본적인 진동계이다. 본 실험의 목적은 질량-스프링-감쇠기로 이루어지는 1 자유도 진동계를 자유진동 시킬 때 발생하는 진동 신호를 측정하여 진동주기, 고유진동수, 감쇠계수, 감쇠비 등의 상관관계를 관찰하고 1 자유도 진동계의 진동 원리를 이해하는 것이다.

I-(2) 1자유도계의 자유진동 실험 이론
[그림 3.1]과 같이 회전축 A에 대하여 미소 회전운동을 하는 보에 스프링(k), 질량(m), 감쇠기(c)가 부착되어 있다. 보를 굽힘 강성이 충분히 큰 강체로 본다면, 이 진동계는 A점에 대한 회전각 로 모든 운동 상태를 표현할 수 있는 1 자유도 진동계이다. 이 진동계의 운동방정식은 고정 회전축 A에 대한 회전각 로 다음식과 같이 표시된다.
여기서 는 각 변위(rad)이고, J는 회전축 A에 대한 진동계의 질량 관성모멘트()로서 보와 중추 질량 m의 영향을 모두 포함한다. 스프링 상수 K와 감쇠계수 c의 단위는 각각 (N/m), ()이다.
운동방정식을 고유진동수(natural frequency) 과 감쇠비(damping factor) 를 이용하여 표현하면 다음과 같다.

여기서 과 는 다음과 같이 정의된다.

감쇠비가 1보다 작은 부족감쇠(under damped)일 경우 운동방정식의 해는 다음과 같다.

여기서 진폭 A와 위상각 는 초기위치 및 초기속도로부터 결정되는 상수이며, 감쇠진동수(damped natural frequency) 는 다음과 같이 계산된다.

의 단위는 (rad/sec)이며, 주기 와는 다음과 같은 관계가 있다.

<중략>

I-(4). 1자유도계의 자유진동 실험 토의
비감쇠 자유진동에서 중추 질량이 0kg, 1.6kg, 3.2kg일 때의 각각의 주기, 고유진동수, 질량 관성모멘트를 구한 뒤 감쇠 자유진동에서도 중추 질량이 0kg, 1.6kg, 3.2kg일 때의 주기와 감쇠진동수를 구하였고 이 식을 이용

참고 자료

없음