Kiriş destekli plak yapılarının serbest titreşimlerinin teorik ve sonlu eleman yöntemiyle analizi

Abstract

Hız ve hafif yapıya eğilimin arttığı günümüz teknolojisinde, makina ve tesislerin titreşim etkilerinin göz önüne alınması büyük önem arz etmektedir. Bu kapsamda titreşim kontrolünde kullanılan çeşitli metotlar arasında dinamik titreşim absorberlerinin özel bir yeri vardır. Dinamik absorberler, klasik kütle yay sistemlerinin sönümlemesine ek olarak kiriş, plak ve kabuk titreşimlerinin sönümlenmesinde de başarıyla kullanılmaktadır. Günümüz modern teknolojisinde ise klasik kütle yay absorberleri yerine farklı yapıda kirişler dinamik absorber olarak kullanılabilmektedir. Bu çalışma, klasik kütle-yay absorberinden sonraki aşamayı, kiriş biçimli dinamik titreşim absorberini araştırmakta; bu absorberlerle plak titreşimlerinin etkin biçimde kontrol edilebileceğini teorik ve numerik olarak göstermektedir. Bu çalışmada eğimli kiriş biçimli dinamik titreşim absorberleri ile desteklenmiş; üç kenarı serbest, bir kenarı ankastre mesnetli olan konsol plak modelinin serbest titreşim davranışı incelenmiştir. n sayıda kiriş için farklı açı değerlerinde teorik ve numerik çözümleme gerçekleştirilmiştir. Doğal frekans değerlerinin analitik olarak hesaplanmasında enerji metodu uygulanmıştır. Bu şekilde kiriş biçimli absorberlerin sayısının ve açısının ana sisteme tabii frekans değişimi yönünden etkisi ve rezonans tehlikesini minimize etmek için en uygun kiriş kombinasyonu araştırılmıştır. Analitik çözüm sonucunda kiriş açısı ve sayısına bağlı olarak doğal frekans değerini Ritz enerji metodu kullanarak hesaplanmıştır. Teorik çözümlemeye ek olarak sonlu eleman analizleri ile incelen yapının doğal frekans değerleri hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre plak teorisi ve enerji metodu kullanılarak yapılan analitik çözüm sonuçlarının ve sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak elde edilen analiz sonuçlarının örtüştüğü görülmüştür. Sonlu eleman yöntemleri ile elde edilen sonuçlar kiriş sayısı ve açı değerine bağlı olarak grafikler haline getirilmiştir. Elde edilen grafik sonuçlara göre kiriş sayısının ve mesnetleme açısının plağın titreşim davranışı üzerine etkisi incelenmiştir. Plak titreşimi ile ilgili literatürde sönüm elemanı olarak sembolik viskoz damper kullanılarak yapılan birçok çalışma mevcuttur. Bunun yanında dinamik sönüm elemanı olarak kiriş kullanılan yapılarla ilgili çalışmaların yetersiz olduğu görülmüştür. Bu çalışmada sönüm elemanı olarak kullanılan kiriş destekli konsol plakların serbest titreşimleri araştırılarak literatürdeki eksikliğe katkı sağlamak amaçlanmıştır.