Çatlak İçeren Kirişlerin Titreşimlerinin Deneysel İncelenmesi

TÜBİTAK MAG Proje01.05.2017Bu projenin amacı kenar çatlağı içeren ankastre ve çift taraflı ankastre kirişlerin titreşimlerinindeneysel olarak incelenmesidir. Kirişin titreşim özellikleri üzerinde çatlak bulunmasıdurumunda değişmektedir. Bu değişimin çatlağın konumundan ve derinliğinden ne şekildeetkilendiği araştırılmıştır. Proje kapsamında örnek kirişler üzerinde konumu ve derinliği bilinenkeskin yorulma çatlakları üç nokta eğilme yüklemesi altına açılmıştır. Üzerinde çatlakoluşturulan kirişler iki tür harmonik yükleme altında zorlanmış titreşim testine tabi tutulmuştur.Zorlanmış titreşim testleri öncesinde doğal frekansları belirlemek için rastgele (random) tahriktestleri de yapılmıştır. Birinci tür zorlanmış titreşim testinde sabit deney düzeneğinemesnetlenen kirişe, belli bir noktadan sarsıcı ve kontrol sistemi kullanılmak suretiyle sabitgenlikte harmonik kuvvet uygulanmıştır. İkinci tür testte ise kiriş sarsıcı tablasına bağlanarakmesnetten harmonik ivme ile tahrik edilmiştir. Birinci tür testte de kirişin titreşim cevabı ivmeverileri toplanarak deneysel olarak incelenmiştir. İkinci tür testte ise deneylerde karşılaşılanbazı sorunlar aşılamadığından sonuç elde edilememiştir. Belirli tahrik frekansları için titreşimcevabının Fast Fourier Transform (FFT) sonuçları ve belirli frekans aralıklarında da frekanstepki fonksiyonları (FTF) elde edilmiştir. Literatürde bulunan bazı analitik modeller kullanılarakve ayrıca sayısal yöntemlerle (sonlu elemanlar yöntemi) bazı deneylerin simülasyonları dagerçekleştirilmiştir. Bu simulasyon sonuçları yapılacak deneylerin ve elde edilebileceksonuçların belirlenmesinde yol gösterici olmuştur. Bu çalışmalar sonucunda titreşimcevabında görülen doğrusal olmayan davranışların çatlak, kiriş ve yükleme parametreleriyleilişkisi konusunda bilgiler elde edilmiş, deneysel, analitik ve sayısal sonuçların uyumlu olupolmadığı değerlendirilmiştirThe purpose of this project is to investigate the vibrations of cantilever edge cracked beamsby experimental methods. The vibration response of the beam is influenced by the crack andthis influence could depend on the location and the depth of the crack. In this project, sharpfatigue cracks of certain sizes are created under three point bending load at certain locationson sample beams. The cracked beams were subjected to two types of forced vibration testsunder harmonic loading. Random excitation tests are performed prior to forced vibration teststo determine the natural frequencies. In the first type of forced vibration test, constantamplitude harmonic forcing is applied on the experimental setup mounted cracked beam at acertain point by using a shaker driven by a control system. In the second type of test, thebeams are mounted on the shaker table and harmonic base excitation is applied. Fort he firsttype of test, acceleration data were collected. Fast Fourier Transform of vibration responsefor particular excitation frequencies and Frequency Response Functions for a particularfrequency range were obtained. In the second kind of test (base excitation), due to someexperimental problems which could not be overcome, results could not be obtained. Someexperiments are simulated by using analytical and numerical (finite element) methods thatare found in the literature. These simulations provided guidance regarding the experiments tobe performed and the expected results. As a result of these studies, information is obtainedabout the dependence of nonlinear behavior in the vibration response, on beam, crack andloading parameters. Agreement between experimental, analytical and numerical results isevaluated