Yapı modellerinin dinamik davranışlarının deneysel ve teorik incelenmesi

Abstract

Çalışmada, çeşitli serbestlik dereceli yapı modelleri oluşturulmuştur. Modellerin elastiklik özellikleri deneysel ve teorik olarak hesaplanarak karşılaştırılmıştır. Özellikleri belirlenen modeller Serbest ve Zorlanmış titreşim düzeneklerinde teste tabi tutularak, dinamik davranış özellikleri akustik ve görüntü işleme yöntemleriyle kaydedilmiştir.Serbest titreşim düzeneği hazırlanarak bir deney düzeneği oluşturulmuştur. Düzenek yardımıyla, serbest salınım yapan modelin akustik kaydı yapılmıştır. Düzenekte kayıt arabirimi olarak mikrofon kullanılmış, bilgisayara kaydedilen ses kayıt grafiği işlenerek, modelin frekansı bulunmuştur. Teorik model ile karşılaştırıldığında kabul edilebilir bir hata oranıyla doğru sonuç elde edilmiştir.Zorlanmış titreşim düzeneğinde, monofaze olarak aldığı elektrik akımını trifaze akıma çevirerek hız kontrolü sağlayan bir hız kontrol cihazı, bu cihaza bağlanan bir elektrik motoru ve redüktörle hızı yavaşlatılarak bir titreşim düzeneği kurulmuştur. Düzenek metal bir sehpa üzerine monte edilerek ayarlı bir disk yardımıyla sehpa üzerindeki kayar tablanın tek doğrultuda titreşmesini sağlamıştır.Kayar tablaya bağlanan çeşitli modeller çeşitli frekanslarda titreştirilerek, modellerin hareketleri videoya kaydedilmiştir. Videolar özel görüntü işleme programları yardımıyla analiz edilerek, modellerin dinamik davranışları saptanmıştır. Sonuçlar teorik hesaplamalarla karşılaştırıldığında gerçeğe yakın değerler elde edilmiştir.Bu çalışma için imal edilen düzeneklerle, deneysel ve teorik karşılaştırmaların yanında, basit araç ve gereçlerle yapısal modellerin imal edilebileceği ve eğitsel ve deneysel çalışmalarda kullanılma olanakları incelenmiştir.

In the study structural models are built in various degrees of freedom. The elasticity properties of the models are compared experimentally and theoretically. The models are tested in free vibration and forced vibration mechanisms and properties of dynamic behavior by acoustic and picture processing techniques.An experimental mechanism is prepared for free vibration test. By the mechanism acoustic behavior is recorded. A microphone is used for acoustic recording interface and the graph is processed in which recorded to computer and the frequency of the model is calculated. When it is compared to theoretical model a satisfactory result is obtained.For the forced vibration test, a vibration machine is composed by an electrical speed control unit is used to convert mono phased current into tri phase current, an electrical motor and a mechanical system to reduce the speed of the motor. All items are mounted on a metal table and there is a metal disc producing eccentric vibration of a plate in one direction when it rotates.The models mounted on the vibrating plate are vibrated in a definite frequency and the films of vibrations are recorded. Videos are processed and analyzed by some specific programs and the dynamic behaviors of them are calculated. The results are found very closed to hypothetical results.Behind the comparison of hypothetical and experimental calculations, another purpose of the study is to show the simplicity of making experimental mechanisms by materials that can be found easily and usage of them for educational experiments.