Akustik emisyon yöntemi ile betonun kırılma karakterizasyonu
Fracture characterization of concrete by acoustic emission
Yazar: BARIŞ BENGÜL
Danışman: PROF. DR. NİNEL ALVER
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Akustik emisyon (AE), deformasyona, hasara veya yapısal değişikliklere maruz kalan bir malzeme içinde geçici elastik dalgaların üretilmesi ve yayılmasıyla karakterize edilen bir olgudur. Genellikle yüksek frekanslı akustik sinyaller formundaki bu dalgalar, özel sensörler kullanılarak tespit edilebilir ve analiz edilebilir. AE, tahribatsız testlerde (NDT) ve yapısal sağlık izlemede geniş uygulama alanı bulur ve malzemelerin ve yapıların durumu ve bütünlüğü hakkında gerçek zamanlı bilgiler sunar. Araştırmacılar ve mühendisler, AE sinyallerinin genliğini, frekansını ve zamansal özelliklerini inceleyerek kusurların, çatlakların veya malzeme özelliklerindeki değişikliklerin sebebini ve ne durumda olduğunu teşhis edebilir ve değerlendirebilir. Bu tahribatsız teknik, havacılık, inşaat mühendisliği ve imalat gibi endüstrilerdeki kritik bileşenlerin sürekli izlenmesi için özellikle değerlidir. Sinyal yorumlamadaki zorluklara rağmen AE, potansiyel sorunların erken tespitini sağlayarak yapıların güvenilirliğini ve emniyetini artırmada değerli bir araçtır. AE dalgası, malzemeye uygulanan kuvvet ve gerilmeyle tetiklenir, sonra elektriksel sinyallere dönüştürülerek analiz edilir.
Bu tez çalışmasında, farklı dayanımlardaki 12 adet beton küp, 12 adet beton kiriş numunesinin yük altındaki davranışları Akustik Emisyon test yöntemiyle incelenmiştir. 4 farklı beton sınıfına ait numuneler standart eğilme ve basınç testlerine tabi tutulmuştur. Bu çalışma, AE yönteminin yük altındaki beton elemanlarda oluşan kırılma davranışını karakterize etmeyi amaçlamaktadır.
Her bir deney elemanına ait veriler incelenmiş ve bazı filtreleme teknikleri kullanılmıştır. Çeşitli yaklaşımlarla AE davranışı ve betonun kırılma mekanizmaları aralarında belirli korelasyonlar tespit edilmiştir. Bu çalışma, Akustik Emisyon tekniğinin betonun kırılma davranışını belirlemede etkin bir şekilde uygulanabileceğini ortaya koymaktadır.

Abstract:
Acoustic emission (AE) is a phenomenon characterized by the generation and propagation of transient elastic waves within a material when subjected to deformation, damage, or structural changes. These waves, often in the form of high-frequency acoustic signals, can be detected and analyzed using specialized sensors. Acoustic emission finds extensive application in non-destructive testing (NDT) and structural health monitoring, offering real-time insights into the condition and integrity of materials and structures. By examining the amplitude, frequency, and temporal characteristics of AE signals, researchers and engineers can diagnose and assess the nature and severity of defects, cracks, or changes in material properties. This non-intrusive technique is particularly valuable for continuous monitoring of critical components in industries such as aerospace, civil engineering, and manufacturing. Despite challenges in signal interpretation, AE serves as a valuable tool for enhancing the reliability and safety of structures by enabling early detection of potential issues. AE is triggered by stress applied to the material, which is then converted into electrical signals and analyzed.
In this thesis study, the behavior of 12 concrete cube and 12 concrete beam samples of different strengths under load was examined by the Acoustic Emission test method. Samples from 4 different concrete classes were subjected to standard bending and compression tests. This study aims to characterize the fracture behavior of concrete elements under load using the AE method.
The data of each experimental element were examined and some filtering techniques were used. Certain correlations between AE behavior and concrete fracture mechanisms have been identified through various approaches. This study reveals that the Acoustic Emission technique can be effectively applied to determine the fracture behavior of concrete.