Yapısal ses kaynaklarının konumunun akustik emisyon yöntemi kullanılarak belirlenmesi

Abstract

Yapısal Sağlık İzleme (SHM) teknolojileri, mühendislik uygulamalarında giderek daha geniş bir kullanım alanı bulmakta ve teknolojik ilerlemelerle birlikte bu alanlar daha da çeşitlenmektedir. SHM uygulamaları içerisinde, yapıya zarar vermeden izleme kabiliyeti sunan ve önemi giderek artan akustik emisyon yöntemine dayalı yaklaşımlar dikkat çekmektedir. Bu yaklaşımlar, yapının üzerine yerleştirilen sensörler aracılığıyla yapının sürekli olarak izlenmesini sağlamakta ve toplanan veriler doğrultusunda hasara yol açan durumların tespit edilmesi ve konumlarının belirlenmesini hedeflemektedir. Akustik emisyon yöntemine dayalı birçok teknik mevcut olup, her birinin kendine özgü avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır. Özellikle kompleks ve anizotropik özelliklere sahip yapıların yapısal ses kaynaklarının konumlandırılmasında kullanılan önemli yöntemlerden biri, Delta-T haritalandırma yöntemidir. Diğer tekniklerle karşılaştırıldığında, yenilikçi yaklaşımlara açık yapısıyla öne çıkan bu yöntem, konum tahmini konusunda gelişime son derece elverişlidir. Delta-T yönteminin geleneksel yaklaşımının geliştirilmesiyle elde edilebilecek yeni yöntemler, yapısal ses kaynaklarının konumlarını yüksek hassasiyetle ve düşük maliyetli sensörler kullanarak tespit etmeyi mümkün kılabilir. Bu sayede, SHM uygulamalarında maliyet etkin ekipmanlar kullanılarak yapı sağlığının izlenmesi mümkün hale gelebilir. Tez çalışması, dört ana bölümden oluşmaktadır. Bu çalışmada, literatürdeki Delta-T tabanlı yöntemlerin incelenmesi, Delta-T uygulamasının geliştirilmesi gereken yönlerinin değerlendirilmesi, uygulama adımlarında optimizasyon teknikleri kullanılarak noktasal konum tahmini elde edilmesi ve uygun maliyetli sensörlerle daha hassas konum tahmini sağlamak amacıyla veri tabanı yapısının önerilen konum tahmin yöntemi doğrultusunda yeniden yapılandırılması amaçlanmaktadır. Ayrıca, tez çalışması kapsamında geliştirilen algoritmalarının açık kaynak kodlu programlar kullanılarak geliştirilmesi hedeflenmiştir. Çalışmalar kapsamında gerçekleştirilen test faaliyetlerinde, önerilen yöntem ve geliştirilen yazılımlar kullanılarak doğrulamalar yapılmış ve konum tahmininde iyileşme sağlandığı gözlenmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde, problemin tanımı, literatür araştırması, tezin kapsamı ve ulaşılması beklenen hedeflere yer verilmektedir. İkinci bölümde, akustik emisyon yaklaşımı, akustik emisyon sonucu oluşan elastik dalgaların detaylı incelenmesi, bu dalgaların yapıda iletim temelleri ve dalga yayılımında etkili olan parametrelerin analizi ele alınmaktadır. Çeşitli akustik emisyon yöntemlerinin incelemeleri yapılmıştır. Çalışmalar için seçilen Delta-T yönteminin sonucunu etkileyen parametreler ayrıntılı şekilde incelenmiş ve yöntemin adımları analiz edilmiştir. Bu bölüm, aynı zamanda deneysel doğrulamalarda kullanılacak yazılım uygulamasının teorik temellerini ve kullanılan algoritmik yaklaşımların ayrıntılı açıklamalarını içermektedir. Üçüncü bölümde, önerilen yöntem ve hazırlanan yazılımın doğrulanmasına yönelik yapılan test çalışmaları, uygulama adımları detaylandırılarak açıklanmıştır. Deneysel faaliyetler sonucunda elde edilen zaman farkı haritaları, kontur çizgi grafikleri, noktasal konum tahminleri ve testlerin tutarlılık analizleri incelenmiş; grafikler üzerinde kapsamlı değerlendirmeler yapılmıştır. Çalışmanın son bölümünde, tez çalışmasının sonuçları kapsamlı bir şekilde değerlendirilmiş; ileride bu çalışmadan faydalanılarak yapılabilecek araştırmalar için öneriler sunulmuştur.