Experimental validation of the use of response estimation method in fatigue life prediction of tuned mass damper
Ayarlanmış kütle sönümleyicinin yorulma ömrü tahmininde yanıt tahmin yönteminin kullanımının deneysel doğrulanması
- Tez No: 987983
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN, DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN ÖZGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, basit bir alüminyum kirişe monte edilmiş ayarlı bir titreşim sönümleyicinin (TVA) dinamik davranışını ve yorulma performansını tahmin etmek için bir tepki tahmin yönteminin uygulanabilirliğini incelemektedir. Önerilen yaklaşım, tam bağlı sistem simülasyonlarının yorulma ömrü değerlendirmelerinde yerini alıp alamayacağını veya bu gereksinimi önemli ölçüde azaltıp azaltamayacağını değerlendirmek amacıyla sonlu elemanlar modellemesi ile spektral tepki tahmin yöntemlerini birleştirmektedir. İnce ve kalın olmak üzere iki farklı bağlantı konfigürasyonu, bağlantı rijitliğinin ve ek kütlenin TVA'nın ayarlanması ve tahmin doğruluğu üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla analiz edilmiştir. Her bir durumda, ev sahibi kirişin birinci doğal frekansına ayarlanmış bir konsol tip TVA tasarlanmış ve uç kütlesi buna göre ayarlanmıştır. Tepki tahmin yöntemi, yalnızca temel kirişin ve TVA'nın bağlanmamış frekans tepki fonksiyonları (FRF) ile birlikte temel yapının işletim güç spektral yoğunluğu (PSD) verilerini kullanarak bağlı sistem davranışını öngörmektedir. Sayısal sonuçlar, hem tek hem de çok girişli uyarım senaryolarında tahmin edilen FRF'lerin ve PSD tabanlı tepkilerin tam bağlı sonlu eleman modellerinden elde edilenlerle yakın uyum gösterdiğini ve yöntemin sağlamlığını ve uyarlanabilirliğini ortaya koymaktadır. Tahmin edilen işletim PSD'lerinden elde edilen yorulma ömrü tahminleri de tam bağlı FE analizlerinden elde edilen sonuçlarla yakın uyum göstermiştir. Bu sonuçlar, yöntemin TVA sistemlerinin yorulma değerlendirmesi için geleneksel bağlı simülasyonlara son derece verimli ve doğru bir alternatif olduğunu doğrulamaktadır. Genel olarak, bulgular tepki tahmin yönteminin, TVA ile donatılmış kiriş benzeri yapıların dinamik tepkisini ve yorulma performansını tahmin etmek için pratik, hızlı ve güvenilir bir araç sunduğunu ve mühendislik uygulamalarında doğruluğu korurken hesaplama yükünü önemli ölçüde azalttığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the applicability of a response estimation method for predicting the dynamic behavior and fatigue performance of a tuned vibration absorber (TVA) attached to a simple aluminum beam. The proposed approach combines finite element modeling and spectral response estimation methods to evaluate whether an uncoupled-FRF-based procedure can replace or significantly reduce the need for full structure simulations in fatigue life assessment. Two attachment configurations, thin and thick, were examined to study the influence of connection rigidity and added mass on TVA tuning and estimation accuracy. In each case, a cantilever-type TVA was designed and tuned to the first natural frequency of the host beam, with the tip mass adjusted accordingly. The response estimation method predicts the full structure (Host Structure & TVA) behavior using only the uncoupled frequency response functions (FRFs) of the original beam and the TVA, together with the operational power spectral density (PSD) of the original beam structure. Numerical results show that the estimated FRFs and PSD-based responses closely match those from full structure finite element models for both single- and multiple-input excitation scenarios, demonstrating the method's robustness and adaptability. Fatigue life predictions derived from the estimated operational PSDs were also in close agreement with those obtained from full structure FEA. These results confirm that the approach is a highly efficient and accurate alternative to conventional coupled simulations for fatigue assessment of TVA systems. Overall, the findings demonstrate that the response estimation method offers a practical, fast, and reliable tool for predicting the dynamic response and fatigue performance of TVA equipped beam like structures, enabling significant reductions in computational effort while preserving accuracy in engineering applications.
Benzer Tezler
- Hardware in the loop system development for modeling and control of multirotor vehicles
Multi rotorlu hava araçlarının modellenmesi ve kontrolü için donanım çevrimli benzetim sistemi tasarımı
MUHSİN HANÇER
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL BAYEZİT
- Bayesian estimation of maximum drift ratio from combined visual and measurable damage indicators: Rc bridge pier case study
Görsel ve ölçülebi̇li̇r hasar göstergeleri̇ni̇n bi̇rli̇kte kullanılmasıyla maksi̇mum göreli̇ kat ötelemesi̇ oranının bayes yöntemi̇ i̇le tahmi̇ni̇: Betonarme köprü ayağı örneği̇
ASLI TURABİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UFUK YAZGAN
- High cycle fatigue life estimation in frequency domain using multi input multi output Q-T matrix method
Çok girişli çok çıkışlı Q-T matris yöntemi ile frekans uzayında yüksek çevrimli yorulma ömrü hesabı
EMEL KULA TOPAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
- Tuzlu su desalinasyonunda yapay zeka kullanımı
Application of artificial intelligence in saltwater desalination
RABİYA KARALI TÜRKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEMANUR AYDINALP PENÇE
- Lityum ion pil yangınlarına müdahalede endotermik sıvı katkılı su sisi kullanılan bir otomasyon sistemi geliştirilmesi
Development of an automation system using endothermic liquid additive water mist in intervention of lithium-ion battery fires
FİKRET KIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiYangın Güvenliği ve Yanma Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN SERHAD SOYHAN
DR. ZAFER KAHRAMAN