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진동학 - 바닥 가진[base excitation] 실험

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작성일 23-12-25 06:46

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바. 화면 좌측 상단에 있는 Device Channel에 Dev1/ai0,Dev1/ai1을 입력한다.실험과제/기타

설명

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바닥 가진 實驗

1. 實驗 목적

바닥 가진 상태에서 바닥의 가진 주파수가 變化(변화)에 따른 시스템의 진동 變化(변화)를 observe함으로써 바닥 가진의 진동의 특성(特性)을 이해한다. 더불어 가진 주파수와 고유진동수가 일치하게 되면 공진이 발생한다는 것도 눈으로 확인 할 수 있었다.

사. 시스템 질량 입력부에 시스템 질량(초기질량 : )을 입력한다.

2. 實驗 준비물

바닥 가진 實驗 장치, 연결 케이블, 출력신호 연결보드, 추가질량, 드라이버
그림 1 實驗 준비물

3. 實驗 theory(이론)

바닥 가진(base excitation)은 노면이나 지지대에서 발생한 운동이 질량을 가진 시켜서 발생하는 진동 현상이다.

4. 實驗 방법

가. 實驗에 불필요한 물건을 정리(整理) 하고…(To be continued )

마. 實驗장치의 전원케이블을 220V 전원에 연결한다.

카. 가진부의 속도를 變化(변화)시키면서 앞의 측정(測定) 實驗을 반복한다.

위 식에서와 같이 응답 변위 진폭을 계산할 때는 감쇠비를 고려해야 하지만 實驗에서는 감쇠비를 무시하였기 때문에 實驗결과에서 오차가 발생했을 수 있다아

7. 結論(결론) 및 느낀 점

이번 實驗은 바닥 가진에 대한 實驗이었다. 바닥 가진은 바닥의 진동이 질량에 전달되어 발생하는 진동 형태이며 질량의 응답 변위 진폭은 가진 주파수에 따라 변한다는 사실을 實驗을 통해 알 수 있었다. 實驗장치의 가진 주파수 측정(測定) 센서에 문제가 있거나 초기질량이 실제와는 달라서 질량의 고유진동수가 틀렸을 가능성이 있는 것 같다.

차. 진동이 정상상태가 되면 화면 중앙에 있는 STOP을 클릭하고, 측정(測定) 변위와 변위전달률, 시스템의 고유진동수, 가진부의 고유진동수를 확인한다.

자. program화면에서 program실행 아이콘을 클릭하고 sine 그래프 형태의 진동 파형이 측정(測定) 되는지 확인한다. () 위 식을 진동수 비를 사용해서 나타내면 다음과 같다.

진동학 - 바닥 가진[base excitation] 실험

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진동학 - 바닥 가진[base excitation] 실험
다. 진동수 비의 값이 1인 점 부근에서 공진이 발생함을 할 수 있다아

6. 오차分析

이번 實驗에서는 實驗장치의 문제로 인해서 질량의 응답 크기를 육안으로 observe해야 했다.

5. 實驗 결과

그림 4 추가 질량 설치 후의 고유 진동수

컨트롤러 표시속도

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(測定) 결과

그래프 1 진동수 비와 변위 전달률의 함수

표1 의 측정(測定) 결과를 엑셀을 이용해서 그래프 1로 나타내었다.
/는 변위 전달율이며 변위 전달율과 진동수 비를 이용해서 바닥의 운동이 얼마나 질량에 전달되는가를 함수로 나타낸다. 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. 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. 따라서 질량의 응답 변위 진폭의 측정(測定) 값에서 상당한 오차가 있을 것으로 판단된다 또한 theory(이론)상으로는 진동수 비가 1이 될 때 공진이 발생하지만 이번 實驗에서는 진동수 비가 0.9187일 때 공진이 발생했다.

타. 추가 질량을 설치하고 측정(測定) 實驗을 반복한다.

바닥 가진 시스템의 해석에서 응답 변위 진폭은 實驗theory(이론)에서 본 다음 식과 같다. 이때 시스템 질량입력부에는 초기 질량과 추가질량을 합한 값()을 입력한다. 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.

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바. 화면 좌측 상단에 있는 Device Channel에 Dev1/ai0,Dev1/ai1을 입력한다.실험과제/기타 설명 진동학,바닥,가진,base,excitation,실험,기타,실험과제 바닥 가진 實驗

1. 實驗 목적

사. 시스템 질량 입력부에 시스템 질량(초기질량 : )을 입력한다.

2. 實驗 준비물

3. 實驗 theory(이론)

4. 實驗 방법

마. 實驗장치의 전원케이블을 220V 전원에 연결한다.

카. 가진부의 속도를 變化(변화)시키면서 앞의 측정(測定) 實驗을 반복한다.

위 식에서와 같이 응답 변위 진폭을 계산할 때는 감쇠비를 고려해야 하지만 實驗에서는 감쇠비를 무시하였기 때문에 實驗결과에서 오차가 발생했을 수 있다아

7. 結論(결론) 및 느낀 점

차. 진동이 정상상태가 되면 화면 중앙에 있는 STOP을 클릭하고, 측정(測定) 변위와 변위전달률, 시스템의 고유진동수, 가진부의 고유진동수를 확인한다.

자. program화면에서 program실행 아이콘을 클릭하고 sine 그래프 형태의 진동 파형이 측정(測定) 되는지 확인한다. () 위 식을 진동수 비를 사용해서 나타내면 다음과 같다.

6. 오차分析

이번 實驗에서는 實驗장치의 문제로 인해서 질량의 응답 크기를 육안으로 observe해야 했다.

5. 實驗 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(測定) 결과

그래프 1 진동수 비와 변위 전달률의 함수

타. 추가 질량을 설치하고 측정(測定) 實驗을 반복한다.

아. 實驗장치의 컨트롤러에서 가진부의 속도를 조절하고 Run을 눌러 작동시킨다.

파. 질량 값에 따라 측정(測定) 을 5회씩 반복하고 진동수비에 따른 변위 전달률을 observe한다.

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