Sönümleyici parçacık yerleştirilmiş sandviç yapıların dinamiği ve titreşim özelliklerinin incelenmesi

Bilgisayar teknolojilerinin gelişmesiyle daha önce imkânsız veya zor olan mühendislik analiz ve simülasyonları daha kolay hale gelmiştir. Bu amaçla geliştirilen araçlardan birisi de çok sayıda küçük boyutlu parçacıktan oluşan süreksiz malzemelerin simülasyonuna izin veren, sayısal bir modelleme tekniği olan Ayrık Elemanlar Yöntemi'dir. Bu yöntem, sistemdeki her bir parçacığı katı elastik bir cisim olarak modelleyerek küçük bir zaman adımında her parçacığın konumunu ve hızını hesaplamak için Newton'un ikinci yasasını kullanır. Parçacıklar birbiri ve yüzeylerle çarpıştığında elastik deformasyona uğrayarak hafifçe üst üste binerler ve bu örtüşme, her bir parçacığı bir yay gibi ele alarak temas kuvvetlerini hesaplamak için kullanılır. Bu tez kapsamında Ayrık Elemanlar Yöntemi kullanarak zeminden tahrikli tek eksende hareket eden farklı geometride hücrelere sahip yapıların titreşim analizi yapılmıştır. Farklı parçacık sayısı, hücre boyutları gibi parametrelerin yapının sönümü üzerindeki etkileri incelenmiştir. Daha sonra Euler-Bernoulli teorisi ile modellenen ankastre-serbest sınır şartlarına sahip sürekli bal peteği katmanlı çubuğun titreşim analizi Matlab® paket programı yardımıyla yapılmıştır. Katmanlı çubuğun modal parametreleri Ansys® APDL paket programından elde edilmiştir. Çubuğun uç kısmından belirli bir bölge sönümleyici parçacık yerleştirmek için belirlenmiştir. Çubuk uygun noktasından rastgele tahrik kuvveti ile tahrik edilerek frekans tepki fonksiyonu hesaplanmıştır. Parçacıkların çubuğun sönümü üzerindeki etkisini hesaplamak için ilk 4 titreşim modu yeterli sayılmıştır. En son aşamada ise sabit bir eksen etrafında dönen ankastre-serbest sınır şartlarında kabul edilen katmanlı çubuğun parçacıklı titreşim analizi yapılmıştır. Farklı dönme hızlarının titreşim genliğine etkisi incelenmiştir. Çalışmanın sonucunda parçacıkların yapının titreşim genliğini önemli ölçüde azalttığı gözlemlenmiştir. Parçacıkların genel yerine yerel konumlara yerleştirilmesi ile doğal frekans(lar)ı çok az değişime uğramaktadır.