Yapıların Yüksek Doğruluklu Modal Analizi İçin Otomatik Darbe Tahrik Sistemi

Year 2022, Volume: 34 Issue: 2, 317 - 327, 30.06.2022

Bekir Bediz

https://doi.org/10.7240/jeps.1054252

Abstract

Titreşim testi yapıların dinamik davranışlarının bulunmasında veya oluşturulan modellerin doğrulanmasında kullanılan bir yöntemdir. Literatürde kullanım kolaylığı ve hızlı uygulanabilirliğinden dolayı en yaygın olarak darbe testinden yararlanılmaktadır. Bu testte yapıya ucunda bir kuvvet algılayıcısı olan bir darbe çekici ile kuvvet iletimi yapılmaktadır. Sistem dinamiklerinin doğru olarak elde edilmesi için darbenin kalitesi ve yinelenebilirliği büyük bir önem taşımaktadır. Bu çalışmada, yapıların/parçaların titreşim testlerinde kullanılmak üzere yeni otomatik bir darbe tahrik sistemi geliştirilmiştir. Bu kapsamda, özel yapım bir esnek darbe mekanizmasına bir kuvvet algılayıcısı bağlanarak kuvvet ölçümlerinin yapılması sağlanmıştır. Sistem otomasyonunun sağlanması amacıyla esnek darbe mekanizmasını belirli bir başlangıç konumuna getirecek elektromıknatıs tabanlı bir sistem entegrasyonu gerçekleştirilmiştir. Uygun darbe için gerekli kontrol parametrelerinin elde edilebilmesi için tasarlanan mekanizma modellenmiş ve ayrıca her darbe sonucu test yapısının dinamiklerinin de hesaba katılabileceği bir simülasyon alt yapısı hazırlanmıştır. Çalışma kapsamında üretilen darbe tahrik sisteminin ve otomasyon yazılımın performansları yapılan testler ile sunulmuştur.

Keywords

titreşim testi, darbe testi, otonom darbe çekici, yüksek kalite dinamik karakterizasyon

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

117M813

Thanks

Bu çalışma Bilimsel ve Teknolojik Türkiye Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) 117M813 sayılı proje kapsamında desteklenmiştir

References

• B. J. Schwarz and M. H. Richardson, “Experimental modal analysis,” in CSI Reliability Weel, 1999, vol. 35, no. 1, pp. 1–12. Accessed: Dec. 05, 2011.
• Dytran, “Introduction to impulse hammers,” 1995.
• D. L. Brown, R. J. Allemang, and A. W. Phillips, “Forty Years of Use and Abuse of Impact Testing: A Practical Guide to Making Good FRF Measurements,” in International Modal Analysis Conference, 2015, p. 25.
• D. J. Ewins, Modal Testing: Theory and Practice, 1984. Research Studies Press LTD., 1984.
• B. Bediz, B. A. Gozen, E. Korkmaz, and O. B. Ozdoganlar, “Dynamics of ultra-high-speed (UHS) spindles used for micromachining,” International Journal of Machine Tools & Manufacture, vol. 87, pp. 27–38, 2014.
• K. Jacobs and G. Bissinger, “An electro-mechanical actuator for a miniature force Hammer,” in SPIE proceedings series, 1998, pp. 1309–1312.
• Y. Champoux, V. Cotoni, B. Paillard, and O. Beslin, “Moment excitation of structures using two synchronized impact hammers,” Journal of Sound and Vibration, vol. 263, no. 3, pp. 515–533.
• B. Bediz, E. Korkmaz, O. Burak Ozdoganlar, and O. B. B. Ozdoganlar, “An impact excitation system for repeatable, high-bandwidth modal testing of miniature structures,” Journal of Sound and Vibration, vol. 333, no. 13, pp. 2743–2761, 2014.
• S. Shekhar and · O Burak Ozdoganlar, “Dynamics of Miniature and High-Compliance Structures: Experimental Characterization and Modeling,” Experimental Mechanics, 123AD.
• B. Bediz, “Yapı analizine kullanılmaya uygun bir darbe tahrik sistemi,” TR 2020 05454 A1, Oct. 21, 2021.
• A. Akay and T. H. Hodgson, “Acoustic radiation from the elastic impact of a sphere with a slab,” Applied Acoustics, vol. 11, no. 4, pp. 285–304, 1978.
• D. Gugan, “Inelastic collision and the Hertz theory of impact,” American Journal of Physics, vol. 68, no. 10, pp. 920–924, 2000.
• W. Goldsmith, Impact - The theory and physical behaviour of colliding solids. 1960.
• S. Shekhar, S. Nahata, and O. B. Ozdoganlar, “Analysis of contact dynamics using controlled impact excitations,” 2018.
• H. Lankarani, “Continuous contact force models for impact analysis in multibody systems,” Nonlinear Dynamics, vol. 5, pp. 193–207, 1994.