PSD tekniği kullanılarak metalik yapılarda yorulma hasarının tahmini üzerine bir yöntem geliştirilmesi

Yorulma kavramı otomotiv, savunma, havacılık, uzay, makine ve sanayi gibi tüm endüstriyel uygulama alanlarında oldukça önem arz etmekte ve hayatımızın her alanında öne çıkmaktadır. Üretilen parçaların çalışma şartlarında maruz kaldıkları yüklemelere karşı dayanıklı ve uzun ömürlü olması beklenmektedir. Tasarım kriterleri de bu yönde geliştirilmektedir. Yorulmaya neden olan üç temel etken vardır. Yorulmaya neden olabilecek ilk etken ürünün geometrisidir. İnce formlu tasarımlar veya ani kesit daralmaları içererek çentik gibi yorulmaya doğrudan etkiyen geometrik detaylardır. İkinci etken, kullanılan malzemenin mekanik özellikleridir. Üçüncü etken ise yükleme türüdür. Yapının maruz kaldığı deterministik ya da rastgele yüklemeler yorulmaya neden olan en yaygın yükle türleridir. Bu üç etken dikkate alınıp, uygun yorulma hesaplama metotları kullanılarak yapıların yorulma hasarı ve buna karşılık ömür değerleri elde edilmektedir. Bu çalışmada ise çentikli geometriye sahip test numunelerine uygulanan rastgele titreşim yüklemeleri sonucunda numunelerin titreşim yorulması hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Alüminyum ve çelik olmak üzere iki farklı malzemeden üretilen test numuneleri için ilk olarak iki farklı sonlu elemanlar yazılımları ile modal analizler, rastgele titreşim analizleri ve yorulma hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Daha sonra titreşim yorulması için hasar hesaplama metotlarından biri olan Dirlik metodu kullanılarak Python yazılımında kod oluşturulmuştur. Numunelerin, rastgele titreşim analizi sonucu elde edilen frekansa bağlı PSD gerilme çıktısı veya aynı şekilde testten de elde edilebilinen frekansa bağlı PSD gerilme çıktıları kullanılarak hasar ve ömür değerleri hesaplanmıştır. Yapılan numerik ve analitik çözümlerden elde edilen sonuçlar, daha önce gerçekleştirilmiş olan fiziksel testlerin sonuçları ile doğrulama amaçlı karşılaştırılmıştır.