TABAKALI KOMPOZİT KİRİŞLERDE TİTREŞİM VERİLERİ YARDIMIYLA OPTİMİZASYON TABANLI HASAR TESPİTİ
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tez Danışmanı: Volkan Kahya
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Özet:
Tabakalı kompozit kirişlerin yapısal taşıyıcı elemanlar olarak
mühendislik uygulamalarının giderek artması, bu tür malzemelerin karmaşık hasar
mekanizmalarını anlamayı ve zamanında hasar tespiti için güvenilir ve
uygulanması kolay yöntemlerin geliştirilmesini gerekli kılmaktadır. Bu
bağlamda, titreşim verilerine dayalı hasar tespit yöntemlerinin güçlü hesaplama
algoritmalarıyla birlikte bu tür malzemelerde kullanılması uygulama kolaylığı
sebebiyle son derece iyi bir seçenek olarak karşımıza çıkmaktadır. Konuya
yönelik araştırmaların yakın zamanda hız kazandığı; endüstriyel ve bilimsel
alanda ilgi çektiği görülmektedir. Bununla beraber, titreşim verilerine dayalı
hasar tespitinde optimizasyon yöntemlerinin kompozitlerdeki uygulamalarının
sayısı hala sınırlıdır.
Tez kapsamında,
optimizasyona dayalı sonlu eleman model güncelleme ile tabakalı kompozit
kirişlerde hasar tespit probleminin çözümü için bir yöntem önerilmektedir. Sayısal
modelleme için Poisson etkisinin yanı sıra uzama-eğilme, eğilme-burulma ve
uzama-burulma etkileşimlerini hesaba katabilen 13 serbestlik dereceli kiriş
sonlu eleman modeli geliştirilmiştir. Hasar, modelde rijitlik kaybı olarak
tanımlanmıştır. Çözümde titreşim karakteristiklerine dayalı üç farklı amaç
fonksiyonu kullanılmıştır. Çeşitli hasar senaryoları için farklı sınır
koşulları ve tabaka dizilimlerine sahip kompozit kirişlerde yöntemin sayısal ve
deneysel doğrulaması yapılmış ve etkinliği irdelenmiştir.
Anahtar
Kelimeler:
Tabakalı kompozit kiriş, Sonlu elemanlar metodu, Serbest titreşim, Hasar
tespiti, Optimizasyon, Modal analiz