기계공학실험 - critical velocity

*재*

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최초 등록일: 2009.10.08
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기계공학실험 - critical velocity

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서론

1.실험목적
고유진동수가 무엇인지 알아보고 왜 생기는지를 이해하며 실험을 통해 어떻게 발생하는지 알아본다. 이 실험을 통하여 축상에서 공진이 발생하는 과정을 확인하고 축과 베어링 장치에서 하중이 가해지는 상태에 따라 critical velocity 가 어떻게 달라지는지 알아보며 이로부터 실제로 기계 설계 시 어떻게 적용을 하는지 고려해 본다.

2.실험이론
2.1 비감쇠 강제 조화 진동
조화적으로 변하는 힘을 받는 간단한 1자유도계의 스프링-질량계의 운동을 생각해 보자 F1은 주어지는 힘의 최대값이며 w는 힘 F(t)를 변하게 하는 진동수로 rad/sec 로 표시된다.
Newton의 제 2 법칙에 의해서
(1)
가속도는 주어지는 힘과 같은 방향이고, 스프링의 힘은 주어지는 힘과 반대 방향이다. 각 항을 정리하고 x좌표방향으로 스칼라성분을 이용하면
(2),(3)
과도 진동은 곧 소멸된다고 가정하면, 정상상태 응답(steady state response)의 형태는
(4)
여기서 이고 이다. 이때 여기서 가진 진동수 w가 고유진동수 과 일치하게 되면, 즉 ‘진동수 비=1’ 이 되면서 위의 식에서 알 수 있듯이 진폭 x는 무한대가 된다. 이를 공진(resonance)이라고 한다.

참고 자료

소음진동공학 - 차일환, 옥정권
소음진동공학회 - http://www.ksnve.or.kr/
물리학 연구정보 센터 - http://icpr.snu.ac.kr/

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