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목차

1. 실험목적
2. 실험 원리
3. 실험장치 : 복합 진자
4.결과 고찰 및 토의

본문내용

1. 실험목적
기계나 구조물을 설치하고 제작하는데 있어서 그것의 고유특성 뿐 아니라, 주기적, 비주기적 외력과 충격 등에 견딜 수 있도록 설계, 제작하기 위하여는 그 기계의 특성도 알아야 한다.
이번 실험에서는 복합진자 모델의 회전중심과 질량중심, 충격중심에 대해 이해하고 운동 방정식을 유도하여 고유진동수를 구하고, 실험을 통하여 그 값을 검증한다.
2. 실험 원리
①용어정리
◎Frequency(진동수) : 단위 시간당 이룬 사이클 수(CPS, Hz, CPM)
◎Period(주기) : 1사이클을 이룰 때 걸리는 시간(s/cycle수)
◎Natural Frequency(고유진동수) : 어떤 탄성계에서 그 계만이 가지고 있는 특유한 진동수(Hz, rad/s)
◎Resonance(공진) : 외력의 가진 진동수가 그 계의 고유진동수와 일치 할 경우 큰 진폭의 진동이 발생한다.
이 현상을 Resonance라 한다.
◎Degree of freedom(자유도) : 어떤 계의 운동을 표시하는데 필요한 독립좌표의 수
◎Damping(감쇠) : 진동하는 계에서 마찰이나 저항에 따른 에너지의 손실.
◎Forced Vibration(강제진동) : 자유진동과 비교되는 진동분류의 한 형태로 계가 외력에 의해 계속해서 가진되고 있을 때의 진동.
◎Equation of Motion(운동방정식) : 동력학계에서 물체의 운동을 표현한 지배방정식
②진동의 해석절차
①수학적 모델링
②운동방정식의 수립
수학적 모형이 얻어지면, 동역학 원리를 사용하여 계의 운동방정식을 유도한다.
운동방정식을 유도하기 위해 뉴턴의 운동법칙, 에너지 방법, 영향계수법, D`almbert의 원리 그리고
Lagrange 방정식 등이 있다.
③운동방정식의 해
진동계의 응답을 얻기 위해서는 운동방정식을 풀어야하는데 문제의 성격에 따라 몇 가지 방법이 있다. 미분방정식 해법은 계위저차법, 라플라스 변환법, 미정계수법, 행렬법, 수치해석법 등이 있다.
④해의 결과와 실험결과 비교분석
운동방정식의 해를 구하면 임의의 시간에서 계의 변위, 속도, 가속도를 알 수 있다. 이 결과들은 분석 목적 및 설계가능성에 대해 분명히 설명되어야 한다.
③고정축에 관한 운동
고정축 주위의 회전 자유물체도 운동역학선도
그림과 같이 강체가 고정축을 중심으로 회전하는 경우 자유물체도와 운동 역학선도를 그릴수 있다.

참고 자료

없음