Yayılı kütle taşıyan plak titreşimlerinin deneysel incelenmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2005

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Caner Mitmit

Danışman: OSMAN KOPMAZ

Özet:

Bu çalışmada iki farklı yayılı kütle taşıyan bir plağın zorlanmış titreşimlerinin hem analitik hem de deneysel incelenmesi hedeflenmiştir. Kirişler gibi plaklar da mühendislik yapılarında yaygın olarak kullanılan elemanlardır. Plaklarda üçüncü boyut (genelde kalınlık) diğer iki boyuta göre küçüktür. En küçük boyutun en büyük boyuta oranı 1/10 dan küçük ise ince plak teorisinden istifade edilebilir. Kalınlık artıkça diğer bazı etkenlerin de hesaba katılması kaçınılmaz olur. Makine mühendisliği uygulamaların da karşılaşılan ve plak gibi göz önüne alınacak yapı elemanları genelde ince plak teorisiyle incelenebilirler. Pratikte plak tipi elemanlar genelde üzerlerinde bazı cisimler taşırlar veya bunlarla ilişkilendirilmiştir. Tekrarlı kuvvetlere maruz bu tür elemanların incelenmesi yaklaşık kırk yıldan beri mühendis ve bilim adamlarını meşgul etmektedir. Bir plağın taşıdığı veya bağlantılı olduğu eklentiler (ek kütleler, yaylar vs) plağın doğal titreşim özelliklerini bir hayli etkileyebilmektedir. Bir kaç yıl öncesine kadar yapılan çalışmalarda bu eklentiler genelde ayrık olarak, mesela konsantre kütleler, noktasal bağlı yaylar şeklinde göz önüne alınmıştır. Ancak bazı hallerde plak elemanının taşıdığı kütlenin oturma alanı ve diğer boyutları bu eklentinin yayılı kütle olarak alınmasını gerekli kılar. Nitekim bu çalışmada boyutları plak boyutları yanında ihmal edilemeyecek düzeyde iki adet prizmatik kütle taşıyan plağın zorlanmış titreşimleri ele alınmıştır. Zorlanmış titreşim üretmek için bu kütlelerden birinin üzerine merkez kaç kuvvet üreteci bir motor yerleştirilmiştir. Diğer kütle üzerinde ise ivme ölçümü yapılmıştır. Buradaki amaç, herhangi bir esnek zemine bağlı bir titreşim kaynağının aynı zemine yataklanan diğer bir cisim üzerindeki etkisini görmek ve bu etkiyi azaltacak uygun yerleşim konfigürasyonunu saptamaktır. Bu çerçevede sistemin doğal frekansları ve modal şekilleri teorik olarak saptanmaya çalışılmıştır. Titreşim kaynağı olan dengelenmemiş disk ideal, düşey harmonik tahriki tam olarak sağlamadığından doğal frekansların deneysel olarak hassas bir biçimde doğrulanması mümkün olmamıştır. Bununla birlikte kütlelerin çeşitli yerleşim tarzlarına göre iki frekansta rezonans halinin hemen hemen oluştuğu gözlemle ve yapısal kaynaklı sesten anlaşılmıştır. Titreşim motorunda devir sayısı kontrolü bir DA motor sürücü ile fakat çok da hassa olmayan bir biçimde örneğin 3600 dev/dak civarında değişimler artı eksi 30-50 dev/dak arasında olmaktadır. İvme ölçümünde SONY firmasının veri toplama kartı ve sensörü kullanılmış, verilerin değerlendirilmesi ve grafiğe dökülmesi ncode® yazılımıyla gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda ANSYS, NASTRAN ve Galerkin metoduna dayalı MATLAB kodundan ulaşılan sonuçların ilk iki frekans haricinde tamamen örtüşmediği saptanmıştır. Sonuçların farklılığının seçilen analiz yöntemle ilgili olduğu görülmüştür. Diğer önemli bir sonuç herhangi bir cismin titreşim kaynağından en aza etkilenecek bir konuma getirilebileceğinin görülmesidir. Burada ilgi çekici olan husus, cismin titreşim kaynağına uzak olmasının etkilenmeme için yeterli bir kriter olmayacağının gözlenmesidir.