Piezoelektrik sensör eklenmiş yapıların elektromekanik empedans yöntemi ile incelenmesi
Investigation of piezoelectric sensor attached structures by electromechanical impedance method
Yazar: GÖKHAN HAYDARLAR
Danışman: PROF. DR. MESUT TEKKALMAZ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Elektromanyetik uyumluluk = Electromagnetic compatibility ; Kalıntı gerilmeleri = Residual stresses ; Mikrosertlik = Microhardness ; Piezoelektrik = Piezoelectric

Özet:
Yapıda meydana gelen değişimleri tespit etmek için elektromekanik empedans (EMI) yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yöntem; tahribatsız bir yöntem olması, düşük maliyetli olması ve elde edilen verilerin analiz edilebilmesi az zaman alması sebebiyle tercih edilmektedir.
Kalıntı gerilmenin özellikle havacılık ve uzay sektöründe kullanılan yapılar için büyük bir öneme sahip olduğu bilinmektedir. Ancak kalıntı gerilmenin tespiti zaman alan ve yüksek maliyetli bir süreçtir.
Bu çalışmada kalıntı gerilmenin tespiti için EMI yönteminin uygulanabilirliği araştırılmıştır. Anlamlı ilişki çıkması durumunda; kalıntı gerilmenin daha kısa sürede ve daha az maliyetle tespit edilmesi mümkün olacaktır. Ayrıca EMI sonuçları ile mikrosertlik arasındaki ilişki araştırılmıştır.
Hastelloy-X, Ti6Al4V ve Inconel 718 iş parçaları farklı parametrelere göre torna tezgahında işlenmiştir ve işlenmiş yüzeylerden numuneler elde edilmiştir. EMI analizleri ve mikrosertlik ölçümleri deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Kalıntı gerilme değerleri simülasyon çalışmaları sonucunda elde edilmiştir.
Gerçekleştirilen analizler sonucunda; kalıntı gerilmenin süseptansın minimum değerleriyle ve mikrosertliğin süseptansın maksimum değerleriyle ilişkili olduğu belirlenmiştir. Kalıntı gerilme ve mikrosertlik değerlerini tespit etmek için süseptans değerlerine bağlı denklemler türetilmiştir. Önerilen denklemlerin belirlilik katsayısı değerleri sırasıyla 0,760 ve 0,781'dir. Önerilen denklemlerin anlamlılık yüzdesi ise 0,001'den düşüktür. Bu sonuçlar; önerilen denklemlerin kalıntı gerilme ve mikrosertlik tespitinde kullanılabileceğini desteklemektedir.

Abstract:
Electromechanical impedance (EMI) method is widely used to detect the changes in the structure. This method is preferred as a non-destructive method, low cost and analyzing the obtained data takes short time.
It is known that residual stress has great importance especially for structures used in the aviation and aerospace industry. However, the determination of residual stress is time-consuming  and costly process.
In this study, the applicability of the EMI method for the determination of residual stress was investigated. In case of significant relationship, it is possible to detect residual stress in a shorter time and with less cost. In addition, the relationship between EMI results and microhardness was investigated.
Hastelloy-X, Ti6Al4V and Inconel 718 workpieces were machined on a lathe according to different parameters and samples were obtained from the machined surfaces. EMI analyzes and microhardness measurements were carried out experimentally. Residual stress values were obtained as a result of simulation studies.
As a result of the analyzes carried out, it was determined that the residual stress was related to the minimum values of the susceptance and the microhardness was related to the maximum values of the susceptance. Equations based on the susceptance values were derived in order to determine the residual stress and microhardness values. The coefficient of determination values of the proposed equations are 0.760 and 0.781 respectively. The percentage of significance of the proposed equations is less than 0.001. These results supports that the proposed equations can be used to determine residual stress and microhardness.