경희댿�학껓 기계공학과 첨단기계공학실험 자유진동모드해석 레포트 A+

1. 주파수 응답함수 한 개에 대해서 주파수를 x축으로 하여 그래프를 그리고 고유진동수를 분석하시오.
① 두께 h가 3mm인 빔의 FRF
② 두께 h가 5mm인 빔의 FRF
③ 두께 h가 10mm인 빔의 FRF

두께가 3mm,5mm,10mm인 자유단 지지의 빔을 경계에서 170mm 떨어진 지점의 주파수 선도들이다. 각각의 피크점의 개수를 비교하면 3mm는 4개, 5mm는 2개, 10mm는 1개임을 알 수 있다. 또한 각각의 그래프 형상을 비교해보면, 빔의 두께가 커질수록 피크점의 개수는 감소하는 것을 볼 수 있다. 각각의 피크점은 고유진동수를 의미하며, 두께가 작을수록 고유진동수가 다양하게 나타남을 알 수 있다.

나이퀴스트 선도란 루프전달함수를, 단순히 주파수를 파라미터로하여, 극좌표 형태로 도시한 것이다. 즉, 루프전달함수의 주파수에 따른 크기왿� 위상을 극좌표계 상에 나타낸 선도이다.
나이퀴스트 선도의 장점은 전 주파수에 걸쳐 주파수응답 특성을 살필 수 있다. 안정도 정보뿐만 아니라, 과도응답, 정상상태 오차왿� 관련된 정보 등도 제공한다. Routh-Hurwitz 판별법 또는 근궤접벅으로 해석하기 어려운 순수시간지연(위상 효과)을 갖는 시스템에도 적용 가능하다. 단점은 개루프 전달함수 내 각 인자들의 영향을 분명하게 살필 수 없다. 근궤적 방법처럼 직관적이지 못하다. 극점, 영점의 영향을 세부적으로 파악하기 힘들다.

2. 각 빔의 고유진동수 분석, 이론 내용과 비교하시오
FreeFree자유진동식을 이용하여 두께에 따른 304SS의 진동수를 계산하였다. 이론값과 실험값을 비교한 결과 h=10mm를 제외한 진동수 값이 모두 음의 오차율을 보였다는 점이다. 또한 h=3mm에서 다른 두께의 빔과 비교하여 오차율이 다소 크게나타났다. 실험값과 이론값이 오차를 보이는 이유는 가속도센서로 인한 요인과 자유단 지지로인해 발생하는 요인 등이 있을 것이다. 오차 발생의 분석은 가속도 센서의 영향에서 상세히 설명하고, 지금은 각 빔의 주파수 값의 비교에서 그치겠다.