Active vibration control of beams and cylindrical structures using piezoelectric patches
Piezoelektrik yamalar kullanılarak kirişlerin ve silindirik yapıların aktif titreşim kontrolü
- Tez No: 368727
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN NEVZAT ÖZGÜVEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzün tasarımlarında havacılık yapılarının hafif olması gerekmektedir. Fakat bu durum yapının toplam direngenliğini düşürmekte ve pasif titreşim kontrolü yöntemlerinin yetersiz kaldığı düşük frekanslı titreşim problemlerine yol açmaktadır. Piezoelektrik yamalarla aktif titreşim kontrolü havacılık ve uzay yapılarının titreşim problemlerinin çözmede geleceği olan bir teknolojidir. Kiriş ve plaka geometrisindeki yapılarda çok sayıda çalışma yapılmış olsa da mühendislik yapılarında sıklıkla kullanılan silindir geometrisi üzerindeki çalışmalar görece enderdir. Bu çalışmada silindir yapıda kullanılacak analiz, modelleme ve kontrol kavramlarını doğrulamak için önce ankastre kiriş üzerinde çalışılmıştır. Bunun nedeni ankastre kirişin silindire göre daha basit bir dinamiğinin oluşudur. Üzerinde piezoelektrik yama bulunan kirişin sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Ankastre kirişin sonlu elemanlar yöntemiyle elde edilen modeli üzerinde kontrol simülasyonları yapılmıştır. Simülasyon aşamasında tasarlanan kontrolcüyü doğrulamak için deneysel çalışmalar yapılmıştır. Çalışılan ikinci yapı, üzerinde piezoelektrik yama eyleyici ve sensör çifti bulunan içi boş silindirdir. Bu çalışma kiriş çalışmasının optimum piezoelektrik yama yerleşimi konusu eklenmiş bir uzantısıdır. Optimum piezoelektrik yama eyleyici konumu, kontrol edilecek hedef modlar için farklı konumlarda piezoelektrik yamaya sahip sistemlerin kontrol edilebilirlik Gramian'larını kullanan bir yönteme göre hesaplanmıştır. Yama yerleşiminden sonra, kontrolcü tasarımı için ve eyleyici yerleşimini doğrulamak amacıyla kontrol simülasyonları yapılmıştır. Tasarlanan kontrolcüyü ve yama yerleşimini doğrulamak için silindir üzerinde deneysel çalışmalar yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Airborne structures are required to be lightweight in today's designs. However this lowers the overall stiffness of the structure and causes low frequency vibration problems for which passive vibration control techniques are inadequate. Active vibration control using piezoelectric patches is a promising technology to solve vibration problems of aerospace structures. Many studies were done on beam and plate geometries, however studies on cylinder geometry which is used extensively as engineering structure, is relatively rare. In this study, first a cantilever beam is studied to verify the analysis, modeling and control concepts to be used in the cylinder structure since cantilever beam has simpler dynamics. Finite element model of the beam with piezoelectric patch is generated. Control simulations are done on the mathematical model of the cantilever beam derived from the finite element model. Experimental works are carried out on the beam to verify the controller designed in the simulation stage. The second structure studied is a hollow cylinder with piezoelectric patch actuator and sensor pair. This study is an extension of the beam study with the addition of determining the optimal piezoelectric patch placement. Optimal location of piezoelectric patch actuator is determined based on a method that uses the controllability Gramian of the system with piezoelectric patch for the target modes to be controlled. After patch placement control simulations are made to design the controller and verify the placement of actuator. Experimental works are also made over the cylinder to verify the designed controller and the patch placement.
Benzer Tezler
- Aktif ve pasif yapı kontrolü
Active and passive structural control systems
ÖZGÜL ZOBU
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiYapı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. A. NECMETTİN GÜNDÜZ
- Klasik ve alternatif titreşim yutucuların incelenmesi
Investigating the classical and alternative vibration absorbers
RIDVAN DOĞRU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK
- Active vibration control of beams and plates using piezoelectric trnasducers
Kirişler ve plakların piezolelektrik transdüserler kullanılarak aktif titreşim kontrolü
OĞUZHAN ÖZGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EŞREF EŞKİNAT
- PZT/polimer esaslı aktif titreşim kontrolüne uygun akıllı kiriş tasarımı ve imalatı
Desinging and manufacturing of PZT/polymer based smart beams which competible active vibration control
ÖNDER TÜRKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CELALETDİN ERGÜN
DOÇ. DR. ŞAFAK YILMAZ
- Active vibration control of mechanical systems via maximum principle
Maksimum prensibi ile mekanik sistemlerin aktif titreşim kontrolü
KENAN YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2013
MatematikYıldız Teknik ÜniversitesiMatematik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL KÜÇÜK