Asimetrik sandviç yapıların titreşim analizi
Vibration analysis of asymmetric sandwich structures
Yazar: UFUK DEMİRCİOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ SUAT YILDIZ
Sivas Bilim ve Teknoloji Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies
Dizin: Modal analiz = Modal analysis ; Sandviç yapı elemanları = Sandwich structure elements ; Serbest titreşim analizi = Free vibration analysis ; Serbest titreşimler = Free vibrations

Özet:
Bu çalışma, asimetrik sandviç yapıların serbest titreşim analizini karşılaştırmalı olarak sunmaktadır. Sandviç yapılar elle yatırma vakumlu torbalama yöntemiyle üretilmiştir. Asimetrinin sandviç yapıların serbest titreşim karakteristiği üzerindeki etkisini değerlendirmek için simetrik ve asimetrik sandviç yapılar deneysel olarak analiz edilmiştir. Serbest titreşim analizi, kenetlenmiş sınır koşulları altında VIBXPERT II kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Frekans yanıtı fonksiyonu (FRF), modal testinden elde edilmiştir. Sandviç yapıların modal parametreleri, Matlab kullanılarak FRF'ye eğri uydurma yoluyla analizden elde edilmiştir. Asimetrinin sandviç yapıların doğal frekansı üzerindeki etkileri araştırılmış ve sonuçlar karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Seçilen sistem parametrelerinin doğrulanması ve deneysel sonuçların analiz edilmesi için COMSOL Multiphysics® kullanılarak sonlu elemanlar yöntemi (FEM) de uygulanmıştır. Deneysel çalışma ile modelin doğruluğu kanıtlanmıştır, ayrıca modelin asimetrik sandviç yapılar da dâhil olmak üzere çeşitli uygulamaların titreşim davranışının araştırılması için potansiyele sahip olduğu kanıtlanmıştır. Çıkarılan analitik denklemler kullanılarak LQR kontrol uygulaması MR sıvı içeren kiriş için uygulanmıştır. Kontrol çalışması sonrasında MR kesenin ve asimetrik sandviç yapıların frekans değerlerini az miktarda değiştirmesine rağmen, dinamik cevabı üzerinde önemli etki yaratabildiği görülmüştür.

Abstract:
This study presents a free vibration analysis of asymmetric sandwich structures comparatively. Sandwich structures were manufactured by the hand-layup vacuum bagging method. Symmetric and asymmetric sandwich structures were analyzed experimentally to evaluate the effect of asymmetry on the free vibration characteristic of sandwich structures. Free vibration analysis was performed by using VIBXPERT II under clamped-free boundary conditions. The frequency response function (FRF) is obtained from the modal test. Modal parameters of sandwich structures were obtained from analysis by curve fitting to FRF using Matlab. The effects of asymmetry on the natural frequency of the sandwich structures are investigated and results are comparatively presented. The finite element method (FEM) was also implemented by using COMSOL Multiphysics® for verifying the selected system parameters and analyzing the experimental results. By the experimental study the accuracy of the model being having proven, it also has potential for the investigations of vibration behavior of the various applications including asymmetric sandwich structures. Using the extracted analytical equations, the LQR control application was implemented for the beam containing the MR fluid. After the control study, it was observed that although the frequency values of the MR patch and asymmetric sandwich structures changed slightly, it could have a significant effect on the dynamic response.