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다음 그림과 같이 진동계에 가진력 F(t)가 작용할 때, 바닥으로 전달… | [일반기계기사 필기] 20년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 20년 3회차
다음 그림과 같이 진동계에 가진력 F(t)가 작용할 때, 바닥으로 전달되는 힘의 최대 크기가 F1보다 작기 위한 조건은? (단, 문제 이미지 이다.)
문제 이미지
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해설

바닥으로 전달되는 힘의 최대 크기가 F1보다 작으려면 ω/ωn > √2여야 한다.

그림의 계는 질량 m을 k/2 스프링 두 개(합쳐서 강성 k)와 감쇠기 c가 바닥에 받치고 있고, 위에서 F(t) = F1 sin ωt가 가진하는 형태다. 그래서 고유진동수가 단서의 ωn = √(k/m)이 된다.

전달되는 힘과 가진력의 비를 전달률(TR)이라 하며, TR < 1이어야 바닥에 전해지는 힘이 F1보다 작아진다. 전달률 곡선은 감쇠비 값과 무관하게 진동수비 ω/ωn = √2에서 반드시 TR = 1을 지나고, 그보다 진동수비가 커야 TR < 1인 방진 영역에 들어간다.

진동수비가 1 부근이면 공진으로 전달력이 오히려 크게 증폭되므로, 단순히 ω/ωn > 1 이라는 조건만으로는 부족하다.

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