Otomotiv fan kanadının dinamik karakteristiğinin deneysel ve teorik modal analiz metotları ile incelenmesi
Determination of dynamic characteristics of automotive fan blade by experimental and theoretical modal analysis methods
Yazar: EMRE BALDAN
Danışman: PROF. DR. MEHMET ALİ ARSLAN
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Yapıların dinamik yükler etkisindeki davranışları, her bir yapı için karakteristik özelliğe sahip dinamik parametreler kullanılarak belirlenmektedir. Yapıların dinamik özelliklerinin deneysel olarak araştırılmasında kullanılan deneysel modal analiz yöntemi son yıllarda önem kazanan bir konu haline gelmiştir. Tasarım aşamasında mühendislik yapılarının, çalışma şartlarında maruz kalacakları statik ve dinamik yüklerekarşı verecekleri cevaplar açısından incelenmesi oldukça önemlidir. Yapılarda titreşimlere neden olan dinamik yüklere karşı sistemlerin verdiği cevaplar sinyal analiz teknikleri kullanılarak belirlenebilir. Bu şekilde frekans analizleri gerçekleştirilerek,yapıların dinamik parametreleri olarak adlandırılan doğal frekanslar, modşekilleri ve sönüm oranları elde edilebilir. Bu çalışmada otomotiv soğutma fanı yapısının ve tek kanat yapısının dinamik parametreleri teorik ve deneysel modal analizyöntemleri kullanılarak belirlenmiştir. Çalışma kapsamında fan yapısı tanıtılmış ve deneysel ile teorik modal analiz yöntemlerine ilişkin literatür araştırılması yapılmıştır. Fan yapısının bir bölümü kesilerek tek fan kanadı yapısı çıkarılmıştır. Tek fan kanadı için deneysel ve teorik modal analiz çalışmaları korelasyonlu şekilde yapılarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Daha sonra fan yapısının tamamı için deneysel ve teorikmodal analiz çalışmaları yapılarak sonuçlar incelenmiştir. Modal test değerlendirme kriterleri olarak, elde edilen frekans tepki fonksiyonları grafiklerinin pik noktaları, faz değişimleri ve mod şekilleri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. İki farklı yapı için sonuçlar karşılıklı olarak incelenerek, sadece tek fan kanadı yapısı üzerinde yapılan deneysel ve teorik modal analiz çalışmalarının sistemin tamamı hakkında yeterli bilgi vereceği sonucuna ulaşılmıştır.Deneysel modal analiz ölçümleri ile elde edilen dinamik karakteristiklerin teorik modal analiz sonuçları ile birbirlerine oldukça yakın çıktığı görülmüştür.

Abstract:
Dynamic behaviours of structures that is exposed dynamic loadings, is determined by using dynamic parameters with characteristic features for each of the structures. Experimental modal analysis method used for searching dynamic behaviour of structures as experimental method, is become a subject that is gained more importantance in recent years.In the structures, responses against to dynamic loads which is caused to vibrations can be determined by using signal analysis techniques. In this way by making frequency analysis, natural frequencies, mode shapes ans damping ratios that is named dynamic parameters of structures can be acquired. In this thesis dynamic parameters of fan structure and single blade structure was determined by using experimental and theoretical modal analysis methods. Within the scope of thesis, structure of fan is introduced and literature research was made concerning experimental and theoretical modal analysis methods. Single blade structure is derived from fan strucrure by cutting section. Results is compared for single blade structure by performing experimental and theoretical modal analyisis with correlation. Then for complete fan structure, results are examined by performing experimental and theoretical modal analyisis methods. As modal test evaluation criteria, peak points, phase change of frequency response graphics and mode shapes is evaluated by comparing results. By comparing results for these structures, performing experimentaland theoretical modal analysis only for single blade structure will be sufficent to determine dynamic behaviours for complete of fan structure. As result of research, it is seen that dynamic characteristics obtained from experimental modal results are close to theoretical modal analysis results.