Geri Dön

Active vibration control of beams and cylindrical structures using piezoelectric patches

Piezoelektrik yamalar kullanılarak kirişlerin ve silindirik yapıların aktif titreşim kontrolü

  1. Tez No: 368727
  2. Yazar: CANER GENÇOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HASAN NEVZAT ÖZGÜVEN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 222

Özet

Günümüzün tasarımlarında havacılık yapılarının hafif olması gerekmektedir. Fakat bu durum yapının toplam direngenliğini düşürmekte ve pasif titreşim kontrolü yöntemlerinin yetersiz kaldığı düşük frekanslı titreşim problemlerine yol açmaktadır. Piezoelektrik yamalarla aktif titreşim kontrolü havacılık ve uzay yapılarının titreşim problemlerinin çözmede geleceği olan bir teknolojidir. Kiriş ve plaka geometrisindeki yapılarda çok sayıda çalışma yapılmış olsa da mühendislik yapılarında sıklıkla kullanılan silindir geometrisi üzerindeki çalışmalar görece enderdir. Bu çalışmada silindir yapıda kullanılacak analiz, modelleme ve kontrol kavramlarını doğrulamak için önce ankastre kiriş üzerinde çalışılmıştır. Bunun nedeni ankastre kirişin silindire göre daha basit bir dinamiğinin oluşudur. Üzerinde piezoelektrik yama bulunan kirişin sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Ankastre kirişin sonlu elemanlar yöntemiyle elde edilen modeli üzerinde kontrol simülasyonları yapılmıştır. Simülasyon aşamasında tasarlanan kontrolcüyü doğrulamak için deneysel çalışmalar yapılmıştır. Çalışılan ikinci yapı, üzerinde piezoelektrik yama eyleyici ve sensör çifti bulunan içi boş silindirdir. Bu çalışma kiriş çalışmasının optimum piezoelektrik yama yerleşimi konusu eklenmiş bir uzantısıdır. Optimum piezoelektrik yama eyleyici konumu, kontrol edilecek hedef modlar için farklı konumlarda piezoelektrik yamaya sahip sistemlerin kontrol edilebilirlik Gramian'larını kullanan bir yönteme göre hesaplanmıştır. Yama yerleşiminden sonra, kontrolcü tasarımı için ve eyleyici yerleşimini doğrulamak amacıyla kontrol simülasyonları yapılmıştır. Tasarlanan kontrolcüyü ve yama yerleşimini doğrulamak için silindir üzerinde deneysel çalışmalar yapılmıştır.

Özet (Çeviri)

Airborne structures are required to be lightweight in today's designs. However this lowers the overall stiffness of the structure and causes low frequency vibration problems for which passive vibration control techniques are inadequate. Active vibration control using piezoelectric patches is a promising technology to solve vibration problems of aerospace structures. Many studies were done on beam and plate geometries, however studies on cylinder geometry which is used extensively as engineering structure, is relatively rare. In this study, first a cantilever beam is studied to verify the analysis, modeling and control concepts to be used in the cylinder structure since cantilever beam has simpler dynamics. Finite element model of the beam with piezoelectric patch is generated. Control simulations are done on the mathematical model of the cantilever beam derived from the finite element model. Experimental works are carried out on the beam to verify the controller designed in the simulation stage. The second structure studied is a hollow cylinder with piezoelectric patch actuator and sensor pair. This study is an extension of the beam study with the addition of determining the optimal piezoelectric patch placement. Optimal location of piezoelectric patch actuator is determined based on a method that uses the controllability Gramian of the system with piezoelectric patch for the target modes to be controlled. After patch placement control simulations are made to design the controller and verify the placement of actuator. Experimental works are also made over the cylinder to verify the designed controller and the patch placement.

Benzer Tezler

  1. Klasik ve alternatif titreşim yutucuların incelenmesi

    Investigating the classical and alternative vibration absorbers

    RIDVAN DOĞRU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK

  2. Aktif ve pasif yapı kontrolü

    Active and passive structural control systems

    ÖZGÜL ZOBU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Yapı Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. A. NECMETTİN GÜNDÜZ

  3. Active vibration control of beams and plates using piezoelectric trnasducers

    Kirişler ve plakların piezolelektrik transdüserler kullanılarak aktif titreşim kontrolü

    OĞUZHAN ÖZGÜL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EŞREF EŞKİNAT

  4. Piezoelektrik sensör ve eyleyici entegre edilmiş akıllı kiriş ve plakaların aktif titreşim kontrolü, statik ve dinamik analizi

    Active vibration control, static and dynamic analysis of smart beam and plates integrated with piezoelectric sensor and actuator

    KERİM GÖKHAN AKTAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İSMAİL ESEN

  5. Aktive vibration control of machinery elements

    Başlık çevirisi yok

    FERİD KÖSTEKCİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1993

    Makine MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET TEKELİOĞLU