Damping strategies in additive manufacturing: hybrid materials, metamaterials and particle damping

Bu tez, titreşim kontrol uygulamaları için yapısal sistemlerde sönümleme performansını artırmaya yönelik yenilikçi stratejileri araştırmaktadır. Çalışma üç farklı yaklaşımı incelemiştir: Katmanlı imalat yöntemiyle üretilmiş üç yönlü periyodik minimal yüzeyler (TPMS) metal parçalarının silikon polimerlerle hibritleştirilmesi, TPMS yapıları ve viskoelastik polimerler kullanılarak metamaterial yapıların sınırlı tabakalı sönümleme (CLD) teknikleriyle entegrasyonu ve parçacık sönümleyicilerin hibrit bir hesaplama çerçevesi kullanılarak optimize edilmesi. Her bir yöntem, sonlu elemanlar modellemesi (FEM) ve deneysel modal testler aracılığıyla değerlendirilmiş ve sönümleme performansında önemli iyileşmeler elde edildiği doğrulanmıştır. İlk çalışmada, Cobalt-Chrome TPMS yapıları silikon polimerlerle birleştirilmiş ve zaman domeninde sönüm oranında altı kata kadar, frekans domeni analizinde ise otuz kata kadar iyileşme sağlanmıştır. İkinci çalışmada, alüminyum TPMS yapıları silikon polimer tabakaları ile CLD uygulamaları için entegre edilmiş ve sönümleme performansında beş kat artış ile birlikte birikimli titreşim yanıtında önemli bir azalma elde edilmiştir. Üçüncü çalışmada ise, parçacık sönümleyici tasarımı, sonlu elemanlar analizi, yapay sinir ağları (ANN) ve genetik algoritmaların (GA) bir arada kullanıldığı hibrit bir hesaplama çerçevesiyle optimize edilmiş ve titreşim yanıtında kayda değer bir azalma sağlanmıştır. Bu bulgular bir araya geldiğinde, ileri üretim teknikleri, hibrit malzeme sistemleri ve hesaplamalı optimizasyon yöntemlerinin, mühendislik uygulamaları için gelecek nesil yapısal sönümleme çözümlerinin geliştirilmesinde dönüştürücü bir potansiyele sahip olduğunu ortaya koymaktadır.