기계역학실험(보의 진동해석)

소개

기계역학실험 중 보의 진동해석(Excel, ANSYS, Cemtool 이용)

목차

1. 실험목적
2. 실험 장치 및 기구
3. 이론해석
4. 실험방법
5. 결과 및 데이터
6. 토의 및 실험후 느낀점
● 1 + cosλLcoshλL = 0 그래프를 그리기 위한 Cemtool Code
● ANSYS Code
● ANSYS Code(해석)
● ANSYS를 이용한 외팔보의 진동형태 구현법

본문내용

4. 실험방법
① 가진기(Vibration Exciter)의 진동대(Table)에 외팔보를 부착하고, 가진기의 진동수를 신호발생기(Sine Generator)로 증가시키면서 진폭을 증폭기(Power Amplifier)에 의해서 진동계(Vibration Meter)를 보면 서 진폭을 일정하게 유지시킨다. 가해진 진동수에서 5초가 경과하면 정상상태의 진동으로 되고, 진동 수는 가진기의 진동수와 같게 된다.

② 그 때 외팔보의 자유단의 최대 변위를 측정하고, 보의 진폭을 구하기 위하여 가진 이전에 보의 평형 위치를 측정해 놓고 보의 진폭을 구한다.

③ 여러 가지의 진동수에서 진폭을 측정하여 기록하고, 진동수에 대한 진폭을 도식적으로 표시한다. 어 떤 진동수에서 진폭이 급격하게 증가하면 그 부근의 진동수를 미소하게 변화시키면서 각각의 진폭을 구하여 공진 곡선을 구한다.

④ 이상의 실험을 1차 공진과 2차 공진에 대해서 행하고 최대 진폭에 대응하는 공진진동수의 정확한 값 을 구하여 외팔보의 고유진동수를 본다.

⑤ 2차 고유진동수에 있어서 부동점인 절(Node)의 위치를 구하고 동작 분석기(Motion Analyzer)로써 진 동현상을 관찰한다.

중략..
6. 토의 및 실험후 느낀점(참고만 하길 바람)
토의 : 이번 실험은 저번 실험과는 달리 좀더 복잡한 형태의 실험이었습니다. 실험실에서 보의 진동형태를 관찰할 때 마치 초고속카메라로 찍은 듯한 장면 같아 매우 흥미있게 관찰하였습니다. 실험후 데이터 값을 산출함에 있어서는 매우 까다로웠습니다. 저의 능력이 부족한 이유도 있거니와, 엑셀만으로는 해결하기 힘든 부분들이 많았기 때문입니다. 다행히 실험을 잘 마무리 하였습니다. 엑셀을 이용한 데이터 값과 ANSYS를 이용한 데이터값은 아주 근소한 차이를 보였습니다. 그 차이의 이유는 1 + cosλLcoshλL = 0 그래프의 x좌표의 교점이 정확한 값으로 산출되지 않아 근사값으로 계산을 하였는데, 이때 엑셀에서 적용한 근사값과 ANSYS에서 적용한 근사값의 차이가 있었기 때문이라 판단됩니다.

참고자료

· 없음