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기계공학 실험장치 - 외팔보의 진동 이론 과 실제 실험의 비교 와 고찰
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실험 장치
1 .가진기
인위적으로 진동을 발생시키기 위한 장치나 기계구조를 의미함.
전기적인 신호를 입력으로 하여 이 파형을 기계적인 변위나 힘으로 변환시켜주는 구조로 되어 있다.
보통 압전 현상이나 전자기력을 이용하고 큰 힘이 필요한 경우에는 유압을 이용하기도 하며 회전체의 경우에는 전자기력을 이용한 비접촉식 가진기를 사용한다.
2. 쉐이커와 충격 햄머
쉐이커와 (Shaker) 임펄스 충격 햄머가 (Impulse hammer) 있다. 쉐이커는 통상 전자력을 이용하여 가진하며 장치가 작고 제어 피드백을 이용하여 힘의 크기도 쉽게 조절할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나 대형 구조물의 시험의 경우에는 유압장치를 이용한 쉐이커가 사용되며 이 경우 가진 장치의 크기가 대형이 된다. 가진 신호는 조화함수나 랜덤 함수 혹은 기타 적절한 형태로 주어지는데 조화함수의 경우가 가장 널리 쓰이며 낮은 주파수부터 주파수를 점점 증가시켜 일정 범위의 주파수들에 대한 시스템의 특성을 살피게 된다. 또한 특정 주파수에서 정상상태까지 시간을 두고 가진하여 그 반응을 (동적 응답의 크기나 위상차) 측정하기도 한다. 전자력 쉐이커는 통상 교류 전압을 입력으로 받으며 이에 따라 선형적인 가진력을 발생시킨다. 쉐이커를 통한 시험을 할 때는 시험 대상 구조물과 쉐이커의 부착과 관련하여 상당한 주의를 요한다. 그 이유는 쉐이커의 가진을 위해 질량이 구조물에 부착되면 (이를 Mass loading이라 함) 질량 증가로 인해 진동특성의 변화를 가져오기 때문이다. 이를 방지 혹은 최소화하기 위한 장치가 스팅거 (Stinger) 이다. 스팅거는 가늘고 짧은 막대들로 이루어져 있으며 이를 통해 가진력이 구조물에 전달되어 가진력의 방향도 정확히 조절될 수 있다.
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2013.04.03
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