Çok elemanlı yapılarda malzeme sönümü ve temas özelliklerinin ölçülmesi

Özellikle makine endüstrisinde yapılan Ar-Ge çalışmalarında, yapıların veya makinelerin özellikle rezonans durumlarında sahip olacakları titreşim ve gürültü seviyelerinin prototip üretilmeden önce bilinmesi istenir. Ancak, çok elemanlı yapılarda oluşan temas yüzeylerinin davranışının tam olarak bilinmemesi ve bu sebeple modellenememesi, hassas analiz sonuçlarının elde edilememesine neden olmaktadır. Çok elemanlı yapılarda yapısal sönümün ana kaynağı, temas yüzeylerinde meydana gelen kuru sürtünme sönümüdür. Özellikle otomotiv alanında yapılan sayısal analiz çalışmalarında temas yüzeyleri modellenmemekte ve kuru sürtünme sönümünü temsil etmesi için empirik sönüm değerleri kullanılmaktadır. Kuru sürtünme sönümünün yanısıra yapıların sahip olduğu malzeme sönümü için de önceden belirlenmiş empirik sönüm değerleri kullanılmaktadır. Yapıların gerçekte sahip olduğu malzeme ve kuru sürtünme sönümü yerine empirik sönüm değerlerinin kullanıldığı analizler, titreşim genliği açısından hassas sonuçlar vermemektedirler. Temas yüzeylerinde meydana gelen direngenliğin doğru bir şekilde ölçülmesi ve modellenmesi ise analiz sonucunda doğal frekans değerlerinin daha hassas tahmin edilmesini sağlamaktadır. Bu çalışmada, malzeme sönümü ve çok elemanlı yapılarda karşılaşılan temas yüzeylerindeki temas parametreleri olan direngenlik ve sürtünme sönümünün deneysel olarak hassas bir şekilde ölçülmesine çalışılmıştır. Basit çubuklar üzerinde çeşitli modal test çalışmaları yapılarak malzeme sönümünün en hassas şekilde ölçülmesi için uygun yöntem belirlenmiş ve daha sonraki çalışmalarda bu yöntemin karmaşık motor parçaları üzerinde de başarıyla uygulanabildiği belirlenmiştir. Özellikle otomotiv sektöründe karşılaşılan cıvatalı bağlantılardaki temas yüzeylerinin gerçekçi bir şekilde temsil edilebildiği bir test düzeneğinin geliştirilebilmesi amacıyla literatürde yapılan benzer çalışmalar incelenmiştir. Literatürdeki benzer çalışmalar içerisinde, bu çalışmanın amacına en uygun test düzeneği temel alınarak geliştirilen ölçüm sistemi kullanılarak, temas direngenliği ve kuru sürtünme sönümünün ölçülmesine çalışılmıştır. Bu çalışmada, literatürde önerildiği gibi, nonlineer bir davranış gösteren sürtünme kuvveti genliğe bağlı eşdeğer bir direngenlik olarak kabul edilmiş, 1. Derece Harmonik Denge Metodu uygulanarak lineer hale getirilmiş ve temas parametreleri hesaplanmıştır. Temas direngenliğinin hassas bir şekilde ölçülebilmesine rağmen, bu çalışmada sunulan yöntemle, sürtünme sönümü için pratikde kullanılabilecek güvenilir sonuçların elde edilemediği anlaşılmıştır. Yapılan çalışmalar sırasındaki gözlemler ve elde edilen sonuçlardan yararlanılarak, ölçüm sisteminin avantaj ve dezavantajları belirlenmiş ve gelecekte yapılacak benzer çalışmalar için öneriler sunulmuştur.