Al 7075-t6 ankastre kirişin piezoelektrik yamalar ile aktif titreşim kontrolü
Active vibration control of al 7075-t6 cantilever beam with piezoelectric patches
- Tez No: 1011423
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN ÜLKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Teorisi ve Dinamiği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hafif ve esnek mühendislik yapılarında karşılaşılan düşük frekanslı, yüksek genlikli titreşimler; yorulma ömrünü kısaltmakta, konfor seviyesini düşürmekte ve enerji verimliliğini olumsuz etkilemektedir. Bu çalışmada, 400 × 50 × 3 mm boyutlarındaki Al 7075‑T6 alüminyum ankastre kirişin yüzeyine yapıştırılmış P‑876.A11 piezoelektrik yamalar kullanılarak aktif titreşim kontrolü gerçekleştirilmiştir. Piezo yamalar mod şekillerindeki düğüm noktalarından uzak konumlandırılarak; uyarıcı, sensör ve eyleyici görevlerini üstlenir ve bütünleşik bir çözüm sunar. Uyarıcı yama sistem girişini sağlar, sensör yama ise kirişin yer değiştirmesini ölçer. Eyleyici yama da kontrolcüden gelen sinyal doğrultusunda titreşimi bastırma görevini üstlenir. İlk adımda Euler–Bernoulli kiriş teorisine dayalı matematiksel model elde edilmiş, bu model sonlu elemanlar yöntemi (ANSYS) ile doğrulanmış ve ilk üç doğal frekansın analitik-nümerik sonuçları %1,3'ün altında sapmayla örtüşmüştür. Model doğrulaması için gerçek zamanlı sistem, Arduino Due tabanlı platform üzerinde kurularak testleri gerçekleştirilmiştir. Gerçek zamanlı serbest titreşim ölçümlerinde elde edilen ilk iki doğal frekans, analitik-nümerik değerlere göre sırasıyla %1,5 ve %0,1 sapma göstermiştir. Tasarlanan PI (Oransal‐İntegral), LQR (Doğrusal Kuadratik Regülatör) ve LQG (Doğrusal Kuadratik Gauss) kontrolcülerinden oluşan üç ayrı kapalı çevrim kontrol sistemi MATLAB/Simulink ortamında modellenip simüle edilmiştir. Aynı koşullarda gerçekleştirilen kapalı çevrim sistem simülasyonları ile, ankastre kiriş titreşimlerinin bastırılması konusunda LQG kontrolcüsüne sahip sistemin diğer iki kontrol yöntemine kıyasla daha yüksek performans gösterdiği sonucuna varılmıştır. Elde edilen bulgular, piezoelektrik yama temelli düşük maliyetli ve farklı malzeme ve/veya geometri kombinasyonlarına sahip kirişlere kolayca uyarlanabilecek aktif titreşim kontrol platformunun hem akademik araştırmalar hem de havacılık, savunma ve robotik gibi endüstriyel uygulamalar için umut vadettiğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Low-frequency, high-amplitude vibrations observed in lightweight and flexible engineering structures shorten fatigue life, decrease comfort levels, and adversely affect energy efficiency. In this study, active vibration control was implemented on an Al 7075-T6 aluminium cantilever beam measuring 400 × 50 × 3 mm by bonding P-876.A11 piezoelectric patches to its surface. Positioned away from the nodal points of the mode shapes, the patches act simultaneously as exciter, sensor, and actuator, providing an integrated solution: the exciter patch supplies the system input, the sensor patch measures the beam's displacement, and the actuator patch suppresses vibration according to the control signal. A mathematical model based on Euler–Bernoulli beam theory was first derived and validated using the finite-element method (ANSYS); the first three natural frequencies matched the analytical–numerical results with errors below 1.3 %. For experimental validation, a real-time system was built on an Arduino Due-based platform. Real-time free-vibration tests showed deviations of 1.5 % and 0.1 % in the first two natural frequencies relative to the analytical–numerical values. Three closed-loop control systems—PI (Proportional–Integral), LQR (Linear Quadratic Regulator), and LQG (Linear Quadratic Gaussian)—were modelled and simulated in the MATLAB/Simulink environment. Under identical conditions, the simulations revealed that the system employing the LQG controller achieved higher performance in suppressing the beam vibrations than the other two control schemes. The findings demonstrate that this low-cost, piezoelectric patch based active vibration-control platform, which can be readily adapted to beams with different material or geometry combinations, holds promise for both academic research and industrial applications in fields such as aerospace, defence, and robotics.
Benzer Tezler
- Bazı esterlerin kinetik incelenmesi ve termodinamik parametrelerin belirlenmesi
Kinetic study and detesmination of thermodnamic parameters of some esters
İBRAHİM TAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA CEBE
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT
- Sürücülerde kandaki alkol miktarı ile trafik kazası arası ilişki
Başlık çevirisi yok
Z.SEMRA GÜMRÜKÇÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
UlaşımGazi ÜniversitesiKazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. RIDVAN EGE
- İlkokul çağı erkek çocuklarında inmemiş testis anomalisi ve insidansı
The anomaly and incidence of cryptorchidism in primary school boys
SERDAR SEZGİN
- Deri temizliği hemşirelik tekniğine uygun olarak yapılmış ve yapılmamış hastalarda ameliyat sonrası yara enfeksiyonunun görülme sıklğı
A Comparison of wound infection incidences between the patients who were cleansed in ward according to the nursing technique and those who were cleansed in operating room
NÜKHET TÜRKEL