Yapıştırma bağlantılı panellerin titreşimini sönümlemede akustik kara delik etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental research on vibration reduction characteristics of adhesively bonded panels with acoustic black hole geometry
Yazar: RIDVAN ONGUN
Danışman: PROF. DR. HAMİT SARUHAN
Düzce Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Yapıştırma bağlantıları otomobil, uçak, deniz taşıtları, trenler ve binalar gibi mühendislik uygulamasında kullanılmaktadır. Bu bağlantılar geleneksel birleştirme yöntemlerine göre hafiflik, korozyon direnci ve stres dağılımı yönünden üstünlük göstermektedir. Titreşim, yapıştırma bağlantılarının kullanıldığı noktalarda kullanım konforunu ve hizmet ömrünü doğrudan etkiler, ancak daha tehlikeli olarak sistemin çevresindeki yapı yoluyla iletilen aşırı titreşimler nedeniyle yapının ömrünü azaltır veya yapıya zarar verebilir. Bu bağlantıların titreşiminin azaltılması, endüstriyel uygulamalar için sürekli bir zorunluluktur. Stabilite ve uzun ömürlü çalışma için yapıştırma bağlantılarının titreşimlerini azaltmak önemlidir. Bu amaçla son yıllarda dikkat çeken pasif titreşim sönümleme tekniği olan Akustik Kara Delik (AKD) geometrisi kullanılarak yapıştırma bağlantılarının titreşim azaltma özellikleri üzerine deneysel ve sayısal bir araştırma sunulmuştur. Özel profile sahip bir geometri olan AKD, titreşimi uç kısımda toplayıp hızını ve dalga boyunu azaltarak titreşimin ana parçada azaltılmasını sağlar. AKD titreşim sönümleme performansını etkileyen faktörler olarak; üstel sayı, AKD uzunluğu ve sönümleme tabakası olduğu gösterilmiştir. Farklı AKD uzunluğu ve üst değerlerine sahip profili kullanılarak sönümleme tabakası içeren ve içermeyen yapıştırma bağlantılarının doğal frekansları, sönümleme oranları ve mod şekilleri gibi modal parametreler olarak adlandırılan doğal titreşim özellikleri araştırılmış ve deneysel modal analiz (DMA) ile değerlendirilmiştir. Doğrulama için, elde edilen sonuçlar Sonlu Elemanlar Analizi (SAE) ile sayısal olarak belirlenmiş ve daha sonra DMA ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Genel sonuçlar, AKD'nin titreşim seviyesini önemli ölçüde azaltma etkisinin olduğu ve yapıştırma bağlantılarında kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
Adhesive joints exhibit superiority over traditional joining methods in terms of lightweight construction, corrosion resistance, and stress distribution. Vibration directly affects the comfort and service life of structures where adhesive bonds are utilized, and, more critically, it can reduce the lifespan of the structure or cause damage due to excessive vibrations transmitted through the surrounding structure. The reduction of vibration in these connections is a continuous necessity for industrial applications. Minimizing vibrations in adhesive bonds is crucial for stability and long-lasting operation. In recent years, an experimental and numerical investigation has been presented on the vibration reduction properties of adhesive bonds using the passive vibration damping technique known as Acoustic Black Hole (ABH) geometry. The ABH geometry, characterized by a specific profile, accumulates vibration at the tip, reducing its velocity and wavelength to attenuate vibration in the main structure. Factors influencing the vibration damping performance of ABH include the power-law coefficient, ABH length, and damping layer. Adhesive bonds with different ABH lengths and power-law values, with or without a damping layer, were studied for their natural vibration characteristics, such as natural frequencies, damping ratios, and mode shapes, which are referred to as modal parameters. These parameters were investigated and evaluated through experimental modal analysis (EMA). For validation, the obtained results were numerically determined using the Finite Element Method (FEM) and then compared with the results obtained through EMA. The overall results demonstrate a significant reduction in vibration levels with the use of ABH, indicating its potential applicability in adhesive bonded joints.