Helikopter gövdesi kabuk yapılarının deneysel analiz yöntemleriyle aktif titreşim kontrolü

Bu tez çalışması kabuk yapılara yeni bir deneysel modal analiz yöntemi uygulanarak belirlenen piezoelektrik eyleyici yerleşimi ile aktif titreşim kontrolüne yönelik bilimsel yaklaşımları içermektedir. Sayısal ve deneysel uygulamalar yüksek titreşim kontrol performansı sağlamak amacıyla gerçekleştirilmiştir. Metodolojinin kabuk yapılara uygulamasında UH1H helikopteri kargo kapıları (ana kargo kapısı ve yardımcı kargo kapısı) üzerinde geçerleme yapılmıştır. Helikopter kargo kapılarının dinamik karakteristiklerini elde etmek amacı ile literatürde daha önce önerilmemiş, ilk defa ataletsel modal sarsıcı kullanılarak uygulanan, gezici sarsıcı ismi verilen yeni bir deneysel modal analiz yöntemi bu tez çalışması kapsamında sunulmuştur. Özellikle kabuk yapıların yük altında kararsız davranması sebebiyle gezici sarsıcı yönteminin geleneksel deneysel modal analiz yöntemlerine göre üstünlüğü modal analiz doğrulama yöntemleri aracılığıyla araştırılmıştır. Gezici sarsıcı yönteminin doğrusal olmayan modal matriste modal parametreleri bulmada daha başarılı olduğu kanıtlanmıştır. Yapıların deneysel olarak dinamik davranışları elde edildikten sonra sayısal modal analizlere yer verilerek, deneysel/sayısal modal korelasyon değerlerine göre optimal eyleyici/sensör çiftlerinin helikopter kargo kapıları üzerine yerleştirilmesi için mod kombinasyon metodu kullanılmıştır. Bu metot sonlu elemanlar paket programı ile uygulanan ve uygulama bakımından yeni bir yöntem olup benzer çalışmalara kıyasla hızlı ve pratik bir çözüm olarak sunulmuştur. Bu yöntemin başarımının araştırılması üzerine literatürde bulunan iki farklı çalışma ile denenmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. Pozitif Pozisyon Geri Besleme (PPGB) kontrolcü tasarımı metodolojisi içerisinde helikopter kargo kapılarının deneysel aktif titreşim kontrolü amacıyla tez kapsamında geliştirilmiş adaptif olarak çalışabilen Tepki Frekans Kompansatörü ile sistem üzerinde UH1H helikopteri uçuş titreşim verilerinden elde edilen tahrik altında oluşan titreşimlerin baskın frekansları spektrum analiz ile tespit edilip bastırılmıştır. Deneysel kontrol sonuçlarına göre laboratuvar ortamında yardımcı kargo kapısı için ortalama %37, ana kargo kapısı için ortalama %30 oranında titreşim azaltma sağlanmıştır. Ayrıca sayısal aktif titreşim kontrolü çalışmalarında kullanılmak üzere yardımcı kargo kapısının ilk üç, ilk beş ve ilk on modu, ana kargo kapısında ise deneysel/sayısal modal korelasyon yüzdesi yüksek olan modlar kullanılarak durum uzay modelleri elde edilmiştir. Tüm sayısal modellerin kontrolünde PPGB kontrolcü tasarımı kullanılmış, oluşturulan kompansatörler de skaler kazanç ve sönüm oranı katsayıları optimize edilerek en etkin titreşim azaltma çalışmaları yapılmıştır.