ESPI기법에 의한 하중을 받는 균열 박판의 진동 특성에 관한 연구

A Study on the Vibration Characteristics of Thin Plate with Crack under Tension using ESPI

대부분의 실제구조물은 인장과 진동 등이 동시에 작용하는 복합하중 상태가 되며 이러한 환경에서 물체의 거동을 해석하는 것이 중요하다. 이 논문에서는 x축에 대해 $45^{\circ}$ 결함이 있는 평판이 하중을 받고 있을 때, 진동 특성을 시간평균 electro speckle pattern interferometry(ESPI)를 이용하여 해석하였다. 결함이 있는 박판 시험편에 인장력을 증가하면서 물체의 고유진동수 변화와 모드의 형태 변화를 동시에 관찰하였다. 실험결과에서 결함은 저차모드에서는 진동모드에 영향을 주지 않았으나, 고차모드에서는 진동모드에 변화를 주었으며, 특정 진동모드에서 결함의 영향으로 현저하게 고유주파수가 낮아지는 경향을 보였다. 또한 실험결과는 유한요소해석과 비교하여 주파수 비교에서는 5% 이내의 오차율을 보였으며, 진동모드 비교에서는 완전히 일치하였다.

This paper presents the vibration characteristics of a rectangular plate with $45^{\circ}$ oblique crack subjected to a uniaxial tension. The experiment is adopted by the time-average Electronic Speckle Pattern Interferometry(ESPI) method. The natural frequency and mode shape are considered accurately according to the increase of tensile load. When tensile load is zero, the vibration modes we agreed with the smooth and the $45^{\circ}$ obliquely cracked plate. But according to the increasement of load it is shown that vibration modes are extremely varied. The effects of the crack under the vibration are discussed in detail. It is indicated that the increase of load makes the variation of the frequencies and modes complicate in the range of even a small load. The results are agreed with the FEM analysis within 5%.