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Other types of Excitation in single degree of freedom
Ch. 3 General Forced Response
작성자
1105lsy
작성일
2021-03-09 06:41
조회
822
안녕하세요 교수님,
교수님의 진동학 한방의 끝내기 수강중인 학생입니다.
다름이 아니라 강의에서는 따로 다루지 않았던 내용을 학교에서 다뤄 책을 보며 공부중에 궁금한 점이 생겨 질문드립니다.
다음 사진은 강의에서 다룬 일반적인 케이스가 아닌 말 그대로 "Other types of Excitation" 입니다.
스프링과 댐퍼가 직렬로 연결되어 있는 상황인데, 댐퍼와 스프링 순서의 무관하게 결과값은 일정하다고 하여, 저는 댐퍼, 스프링 순으로 예시를 설정하였고(그림 2)
그림 3 은, 이에 맞는 Force를 그려놓은 FBD 입니다.
여기서 질문이 있습니다.
Xi 가 input 이고, X가 output 일 때,
왜 힘의 방향이 이렇게 설정되는지 모르겠습니다.
(그림 3을 기준) 작용 반작용으로 spring term은 이해가 가는데, 맨 왼쪽의 damping term에 왼쪽으로 작용하는 힘이 왜 없는지 모르겠습니다.
간단한 문제 같은데 이해가 안가네요 ㅠ
창피하지만 이렇게 질문올립니다.
P.S. 학교 교수님께서 적어주신 노트를 받아적은 것 입니다.
교수님의 진동학 한방의 끝내기 수강중인 학생입니다.
다름이 아니라 강의에서는 따로 다루지 않았던 내용을 학교에서 다뤄 책을 보며 공부중에 궁금한 점이 생겨 질문드립니다.
다음 사진은 강의에서 다룬 일반적인 케이스가 아닌 말 그대로 "Other types of Excitation" 입니다.
스프링과 댐퍼가 직렬로 연결되어 있는 상황인데, 댐퍼와 스프링 순서의 무관하게 결과값은 일정하다고 하여, 저는 댐퍼, 스프링 순으로 예시를 설정하였고(그림 2)
그림 3 은, 이에 맞는 Force를 그려놓은 FBD 입니다.
여기서 질문이 있습니다.
Xi 가 input 이고, X가 output 일 때,
왜 힘의 방향이 이렇게 설정되는지 모르겠습니다.
(그림 3을 기준) 작용 반작용으로 spring term은 이해가 가는데, 맨 왼쪽의 damping term에 왼쪽으로 작용하는 힘이 왜 없는지 모르겠습니다.
간단한 문제 같은데 이해가 안가네요 ㅠ
창피하지만 이렇게 질문올립니다.
P.S. 학교 교수님께서 적어주신 노트를 받아적은 것 입니다.
Engineering Vibration, Daniel J. Inman, Pearson
Ch. 1 Introduction To Vibration and the Free Response
Ch. 2 Response To Harmonic Excitation
Ch. 3 General Forced Response
Ch. 4 Multiple-Degree-of-Freedom Systems
Ch. 5 Design for Vibration Suppression
Ch. 6 Distributed-Parameter Systems
Ch. 7 Vibration Testing and Experimental Modal Analysis
Ch. 8 Finite Element Method
안녕하세요.
1. 스프링과 댐퍼가 직렬로 연결되어 있다는 점
2. 벽에서 변위를 주고 있다는 점
외에는 크게 다를 것 없는 문제인 것 같습니다.
아마 질문하신 내용의 핵심은
댐퍼 부분에서 오른쪽에 있는 힘의 성분이
왜 fc가 아닌 fk이냐는 점일 겁니다.
우리가 진동학에서 FBD를 그릴 때,
힘 성분을 표시해주는데요.
이 힘의 근원은
시스템에서 발생되는 '변위'입니다.
즉,
여기에서도 fc 또는 fk 가 발생하는 이유는
xi라는 input을 줌으로써
1) node에는 xn 만큼의 변위가
2) 물체에는 x 만큼의 변위가
발생한 것입니다.
변위가 일정 시간 동안 발생했다면,
변위에 따른 속도도 발현되었을 것이고,
댐퍼의 경우는 damping coefficient와 속도에 비례하여 힘이 발생하기 때문에
댐퍼에 근접한 부분에서는 xn의 속도에 비례하여 fc가 발생할 것이고,
스프링과 근접한 부분에서는 xn 또는 x에 비례하여 fk가 발생할 것입니다.
물체에서는 왜 여전히 kc이냐면,
물체는 damping coefficient 또는 spring coefficient 와 같은 계수가 없는
말 그대로 벽을 민다는 느낌이기 때문에
순수하게 스프링의 작용/반작용의 관점에서
스프링에서 작용한 힘과 동일한 힘이
방향만 반대로 작용한 것입니다.
이해가 됐기를 바랍니다.
감사합니다.