Rijit tabakalı elastomerik sönümleyicilerin dinamik karakteristiklerinin teorik ve deneysel incelenmesi
An investigation of dynamic characteristics of rigid laminated elastomeric dampers
Yazar: MOSTAFA MOHAMMADI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. TUNCAY KARAÇAY
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada tabakalı elastomer bir numunenin dinamik karakteristiği analitik olarak modellenmiştir. Analitik çalışma sonucu numune geometrisi, tabaka sayısı, şekil faktörü ve numunenin kompleks Young modülüne bağlı bir kompleks katılık ifadesi elde edilmiştir. Elde edilen kompleks katılık ifadesinin bir değişkeni olan kompleks Young modülü, iki, üç ve beş parametreli Voigt modelleri olmak üzere üç farklı konfigürasyona sahip viskoelastik modeller için frekansın fonksiyonu olarak modellenmiştir. Modellerin doğrulanması amacı ile bir deney prosedürü oluşturulmuş ve prosedür iki farklı konfigürasyon için uygulanmıştır. Birinci konfigürasyon 1 mm ve 2 mm ofset, tek tabakalı ve beş tabakalı koşulları için, ikinci konfigürasyon ise 1 mm ve 2 mm ofset, tek tabakalı ve beş tabakalı koşulları için test edilmiştir. Tüm bu testler 0,25 Hz, 1,0 Hz ve 2,0 Hz frekans değerleri için gerçekleştirilmiştir. Ayrıca birinci ve ikinci konfigürasyonda numune, 0,1 mm, 0,2 mm ve 0,3 mm genlik için test edilmiştir. Deneysel sonuçlar kullanılarak modellerdeki parametreler tüm ofset ve tabaka sayısı koşulları için elde edilmiştir. Parametreler nümerik bir çözümleme ile elde edilmiştir. Çıkarılan modeller ile deneysel sonuçlar karşılaştırılmış ve bu şekilde modele ait konfigürasyon ve parametre sayısının modelin hassasiyetine olan etkisi araştırılmıştır. Deneysel çalışma ile elde edilen sonuçlara göre, K´ ve K´´ değerleri tabaka sayısı ile artmıştır. Bununla birlikte ofset arttıkça K´ değerleri artmış, ancak, K´´ değerleri  düşüş göstermiştir. Analitik çalışma sonucunda ise iki parametreli Voigt modellerin, üç ve beş parametreli modellerine göre daha hassas olduğu görülmüştür. Analitik çalışma sonucu oluşturulan viskoelastik modellere ait histerisiz döngüleri elde edilmiş ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre modellerin numunenin gösterdiği nonlineer davranışı simüle edemediği, ancak nonlineer davranışın daha az baskın olduğu tabakalı koşullarında tutarlı sonuçlar verdiği görülmüştür.

Abstract:
In this study dynamic characteristics of a layered elastomer specimen is modelled analytically. A complex stiffness term is obtained as a function of the specimen properties such as geometry, number of layers, shape factor  and complex Young. The complex Young modulus of the specimen which is a variable of the complex stiffness is modelled for three different configuration of Voigt model with two parameters, three parameters, and five parameters as a function of frequency. A test procedure is presented to verify the analytical models. The test procedure is applied to two different configurations; first configuration is tested for 1 mm and 2 mm offset, single layer and five layer conditions and the second configuration is tested for 1 mm and 2 mm offset, single layer and five layer conditions. All tests are repeated for the excitation frequencies of 0,5 Hz, 1,0 Hz, and 2,0 Hz. For the the first and second configuration, the specimen is also tested for 0,1 mm, 0,2 mm and 0,3 mm amplitude. The parameters of models are estimated by using the experimental results. The estimation of the parameter is done by a numerical optimazation code. The estimated models and experimental results are compared and and with this process, the effects of configuration and number of parameters on the sensitivity of the models are investigated. Experimental results show that; K´ and K´´ values increases with number of layers. However, the values of K´ increases as the offset increases, but the values of K´´ decreases. Similarly, analytical study show that; the Voigt model with two parameters are more sensitive than the Voigt model with three and five parameters.  As a result of analytical study, the hysteresis cycles of the viscoelastic models are also obtained and compared with the experimental results. The results show that the models cannot simulate the nonlinear behavior of the specimen but for the laminated conditions, at which the nonlinear behavior of the specimen is not dominant, the models give consistent hysteresis cycles with experimental results.