Yapıştırıcı ile birleştirilmiş bindirme bağlantıların modal analizi ve titreşim kontrolü
Modal analysis and vibration control of adhesively bonded lap joint
Yazar: MUSTAFA YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA KEMAL APALAK
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Modal analiz = Modal analysis ; Serbest titreşimler = Free vibrations ; Tabakalı kompozitler = Laminated composites

Özet:
Yapıştırıcı ile birleştirilmiş bindirme bağlantılarında, yapıştırıcı bölgesi boyunca gerilmenin düzenli dağılımı, yapıştırıcı bölgesinde yük transferinin başarılı bir şekilde sağlanması, yüksek mukavemet/ağırlık oranı, yüksek sönüm kabiliyetinden, korozyona karşı direnç, dizayn kolaylığı, kolay montaj, ekonomiklik ve farklı malzemelerden imal edilmiş elemanların birleştirilmesi gibi önemli sebeplerden dolayı günümüz klasik bağlantı elemanları yerine tercih edilmekte, endüstriyel birçok alanda kullanılmaktadırlar.Bu tez çalışmasında, öncelikli olarak günlük hayatta ve literatürde karşılaşılan iki temel bindirme bağlantısı ankastre bindirme bağlantısı ve ankastre tüp bindirme bağlantısının, izotropik ve tabakalı kompozit malzemeden imal edilmiş iki farklı türü için serbest titreşim analizleri yapıldı. Bağlantıda kullanılan yapıştırıcı malzemesinin mekanik özelliklerinin, bindirme boyunun, plaka, tüp ve yapıştırıcı kalınlıklarının, fiber açısının, fiber hacimsel oranının doğal frekans ve modal şekil değiştirme enerjisi üzerindeki etkileri araştırıldı. Bindirme bağlatılarının optimum tasarım parametreleri Yapay Sinir Ağları ve Genetik Algoritma kullanılarak tespit edildi.Son olarak ankastre bindirme bağlantısının zorlanmış titreşim kontrolü analizleri yapıldı. Kontrol kuvvetinin zamana karşı değişimini kontrol eden bir fonkisyon önerildi. Optimum kontrol kuvveti, açık çevrimli kontrol sistemi ve önerilen fonksiyon kullanılarak, Genetik Algoritma yardımı ile tespit edilip, tek ve çift actuator için bindirme bağlantısının serbest ucundaki optimum konumu tespit edildi.Anahtar Kelimeler: Tabakalı kompozit malzemeler; serbest titreşim; tek bindirme bağlantısı; tüp bindirme bağlantısı; modal analiz; optimum titreşim kontrolü; açık çevrimli kontrol.

Abstract:
Today, adhesive bonding technique is preferred to traditional mechanical joining methods such as screws and bolts, and used in many applications in industry, because they provide a uniform stress distribution and load transfer on the overlap region, high stress/weight ratio, high damping ability,a simple design, easy assembly and joining of the different materials.This thesis addresses free vibration analysis of an adhesively bonded cantilevered single lap joint and a cantilevered tubular single lap joint made of isotropic materials and laminated composites. The effects of mechanical properties of adhesive, joint length, plate, tube and adhesive thickness, fiber angle and fiber volume fraction on the natural frequencies and modal strain energies. Optimum design parameters were determined by means of the Neural Networks and Genetic Algorithm.The forced vibration analysis of cantilevered single lap joint was performed. A function was suggested in order to simplify the definition of control forces versus time. Optimum control forces were determined using the Neural Networks, Genetic Algorithm and Open Loop Control model. The optimal application position of the actuators was found to be at the free end for the single and two actuator cases.Keywords: Laminated composite materials; free vibration; single lap joint; tubular jap loint; modal analysis; optimum vibration control; open loop control.