Çeşitli Tipte Çerçeve Yapıların Düzlem İçi Anti-Simetrik Mod Serbest Titreşim Analizi

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2015Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2015Bu çalışmada çerçeve sistemlerin düzlem içi anti-simetrik mod serbest titreşimleri önerilen sürekli model yardımıyla analiz edilmektedir. Çerçeve yapılar eşdeğer kolon ve toplanmış kütle–yay modellerinin kullanılmasıyla sürekli olarak modellenmektedir. Eşdeğer kolon Euler–Bernoulli çubuk teorisine uygun olarak modellenir. Eşdeğer kolon üzerindeki kiriş etkileri toplanmış kütle–yay modeli ile açıklanır. Kiriş kaynaklı dönme rijitliği moment eşitliklerinin süper pozisyonu ile hesaplanır. Kirişin kütle ve atalet momenti etkileri kinetik enerjilerin eşitliğine dayalı olarak belirlenir. Kiriş pozisyonlarında sağlanan uygunluk ve süreklilik koşulları sürekli çözüm metodunun kullanılmasına izin verir. Metot basit çerçeve yapıların eşdeğer kolon mod şekillerini ve karşılık gelen doğal frekansları bulmak için uygulanmaktadır. Elde edilen doğal frekanslar literatürde verilen bazı sonuçlarla doğrulanmaktadır.In this work, anti-symmetric mode free in-plane vibrations of frame systems are analysed by means of proposed continuous model. Frame structures are continuously described by using equivalent column and lumped mass–stiffness models. Equivalent column is modelled in accordance with the Euler–Bernoulli beam theory. Effects of beam on equivalent column are expressed by lumped mass–stiffness model. Beam based rotational stiffness is calculated by superposition of moment equations. Mass and moment of inertia effects of beam are determined based upon the equivalence of kinetic energies. Compatibility and continuity conditions satisfied at the beam locations allow to use continuous solution method. The method is applied to find the equivalent column mode shapes and corresponding natural frequencies of simple frame structures. Obtained natural frequencies are validated by some results given in current literature

Artificial neural network modelling of cracked beams

Acceleration responses obtained from experimental modal analysis of uncracked and cracked cantilever beams are modelled by artificial neural network approach. Impulses of hammer are set as input layer while the output layer consists of acceleration responses of the beam. Training algorithm is feed-forward back propagation algorithm. Responses with high regression coefficient can be predicted without necessity of experiments via the neural network models obtained for uncracked and cracked beams. In addition, using these model parameters, acceleration responses along beam length are estimated and compared with measured values. By doing this, knowledge about crack location is provided.Çatlaksız ve enine çatlaklı ankastre kirişlerin modal analiz deneylerinden elde edilmiş ivme cevapları, yapay sinir ağları yaklaşımı ile modellenmiştir. Girdi katmanı çekicin impuls sinyallerinden oluşmakta olup, çıktı katmanı kirişin ivme cevaplarından meydana gelmektedir. Öğrenme algoritması olarak ileri beslemeli geri yayılım algoritması kullanılmıştır. Oluşturulan modeller ile deney yapılmasına gerek kalmadan yüksek regresyon katsayısına sahip ivme cevabı tahminleri yapılabilmektedir. Ayrıca her bir durum için oluşturulan bu modeller yardımıyla kiriş boyunca ivme cevap değerleri tahmin edilmiş ve gerçek ölçüm değerleriyle kıyaslanmıştır. Böylelikle çatlak yeri hakkında öngörüde bulunulması sağlanmıştı

Çok çatlaklı çubukların titreşim analizi ve ölçümü

Titreşim esaslı metotlar, çubuk tipi elemanlar içeren mekanik ve yapısal sistemlerdeki çatlakların tespit edilmesi ve tanımlanması için kullanılan tahribatsız metotlar arasında yaygındır. Bu metotlar, her hasarın kolaylıkla ölçülen titreşim karakteristiklerinde değişimlere neden olmasından dolayı etkilidirler. Fakat, çeşitli karmaşıklıklara sahip genel çubuk elemanları için çatlakların tanımlanması daha zor olabilir.Bu tez çok çatlaklı çubukların eğilme titreşim analizleri için sürekli metotlar ile birlikte tek ve çift çatlaklı çubuklar için tespit metotlarını sunmaktadır. Çubukların titreşimi farklı geometri sınır ve çatlak koşulları ile analiz edilmiştir. Çoklu dik çatlaklara, çoklu yan kenar çatlaklarına ve asimetrik çift taraflı çatlaklara sahip çubukların titreşim analizleri gösterilmiştir. Açık ve nefes alan çatlak modellerinin ikisi de incelenmiştir. Analizler içinde her çatlağın sebep olduğu enerji yutumları tanımlanarak enerji esaslı nümerik çözüm metodu kullanılmıştır. Çatlak etkileri arasındaki etkileşimler ayrıca tanımlanmıştır.Tek çatlağın tespiti için doğal frekans oranlarını gösteren kontur çizgileri kullanılmıştır. Şu anki ters problemleri işaret eden literatüre katkı olarak, iki çatlağın tespiti için frekans esaslı bir algoritma geliştirilmiştir. Teorik ve ölçülen frekansları kullanarak bir otomatik tek ve çift çatlak tespit sistemi kurulmuştur. Ölçümde, değişmeyen doğal frekanslar bir interpolasyon tekniği (DASI) kullanan bir istatistik yaklaşım (RSZF) yardımıyla elde edilmiştir. Bu tezde sunulan direk ve ters metotlar çatlak tespitini basitleştirirler, farklı yapılar için uygundurlar, otomasyon için idealdirler ve düşük işlem zamanı, hafıza ve disk kapasitesi gerektirirler. Vibration based methods are widespread through the non-destructive methods for detection and identification of cracks in mechanical and structural systems including beam type elements. The methods are effective since any damage leads to changes in vibration characteristics that are easily measured. However, identification of cracks can be more difficult for general beam elements having several complexities.This thesis presents continuous methods for flexural vibration analyses of multiple cracked beams and detection methods for single and double cracked beams. Vibration of beams are analysed with different geometric, boundary, and crack properties. Vibration analyses of the beams having multiple transverse cracks, multiple height-edge cracks, and asymmetric double edge cracks are all presented. Both open and breathing crack models are considered. Energy based numerical solution method is used in the analyses by describing the energies consumed caused by each crack. Interactions between the crack effects are also described.Contour lines representing natural frequency ratios are employed for detecting single crack. As a contribution to current literature addressing the inverse problems, a frequency based algorithm is developed for detection of double cracks. An automated single and double crack detection system is established by using theoretical and measured natural frequencies. In measurement, stable natural frequencies are obtained by means of a statistical approach (RSZF) using an interpolation technique (DASI). Direct and inverse methods presented in this thesis simplify the crack detection, are convenient for different structures, ideal for automation, and require low process time, memory and disc capacity

Deprem Yükü Etkisi Altındaki Binalarda Doğrusal Olmayan Viskoz Sönümleyicilerin Kullanımı

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2015Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2015Bina türü yapıların deprem etkisi altındaki hareketini kontrol altına almak ve böylelikle çarpışmayı önlemek amacıyla çeşitli tipte sönümleyiciler kullanılmaktadır. Bu çalışmada doğrusal viskoz damperlere kıyasla yüksek hızlarda daha düşük sönüm kuvveti oluşturarak yapıyı ve kendini hasarlardan koruyan doğrusal olmayan viskoz sönümleyiciler kullanılmıştır. Dinamik karakteristikleri farklı ve tek katlı bitişik binalar üzerinde çalışmalar yürütülmüştür. Binalardan biri esnek bina diğeri ise rijit bina olarak tanımlanmıştır. İlk adımda yalnızca esnek binaya, ikinci aşamada is iki bina arasına yerleştirilmiş ve sönümleyici kapasiteleri karşılaştırılmıştır. İki bina arasına sönümleyici eklenmesi durumunda, her iki binanın da deprem etkisi altındaki davranış cevapları daha düşük olurken, çarpışmayı engelleyen sönümleyici kapasitesi de ilk duruma göre daha düşük çıkmıştır.There are several types of energy dissipation devices implemented in practice to prevent pounding between structural parts of buildings by providing response control. In this paper, the nonlinear viscous dampers which are more advantageous than linear viscous dampers in terms of lower damping forces produced even for larger velocities are used. Two adjacent single-storey buildings with different dynamic characteristics are analyzed. One building is identified as flexible while the other one is described as rigid building. In first case of this study the damper is only located on flexible building and between the buildings in the second case. The damper capacities are compared for the two cases. In the second case displacement responses of both buildings are decreased while the first case just reduces the responses of the flexible building. The damper capacity which stops the impact between buildings is lower in the first case than that in the second case

EFFECTS OF FILLING RATIO, ORIENTATION AND PRINT TEMPERATURE ON BENDING PROPERTIES OF 3D PRINTED PLA BEAMS

In this study, flexural properties of 3D printed PLA beam specimens produced with different filling ratios, orientations and print temperatures are experimentally investigated. Various bending specimens were produced by means of 3D printer using PLA filament as raw material. Low, intermediate and high filling ratios, lengthwise/widthwise and crosswise filling orientations, and different print temperatures were chosen as alternative production parameters of the printer. Manufactured beam specimens were subjected to three-point bending tests at room temperature in accordance with the TS EN ISO 178 standard. Effects of production parameters on mechanical bending properties including flexural modulus, maximum flexural stress, flexural strain at break, maximum force, and maximum deflection are clearly shown and discussed to state reasonable explanations of test results and to make conclusive suggestions

Artificial Neural Network Modelling of Cracked Beams

Çatlaksız ve enine çatlaklı ankastre kirişlerin modal analiz deneylerinden elde edilmiş ivme cevapları, yapay sinir ağları yaklaşımı ile modellenmiştir. Girdi katmanı çekicin impuls sinyallerinden oluşmakta olup, çıktı katmanı kirişin ivme cevaplarından meydana gelmektedir. Öğrenme algoritması olarak ileri beslemeli geri yayılım algoritması kullanılmıştır. Oluşturulan modeller ile deney yapılmasına gerek kalmadan yüksek regresyon katsayısına sahip ivme cevabı tahminleri yapılabilmektedir. Ayrıca her bir durum için oluşturulan bu modeller yardımıyla kiriş boyunca ivme cevap değerleri tahmin edilmiş ve gerçek ölçüm değerleriyle kıyaslanmıştır. Böylelikle çatlak yeri hakkında öngörüde bulunulması sağlanmıştırAcceleration responses obtained from experimental modal analysis of uncracked and cracked cantilever beams are modelled by artificial neural network approach. Impulses of hammer are set as input layer while the output layer consists of acceleration responses of the beam. Training algorithm is feed-forward back propagation algorithm. Responses with high regression coefficient can be predicted without necessity of experiments via the neural network models obtained for uncracked and cracked beams. In addition, using these model parameters, acceleration responses along beam length are estimated and compared with measured values. By doing this, knowledge about crack location is provided. Afyon Kocatepe Üniversites

Vibration analysis of multiple-cracked non-uniform beams

This paper presents the energy-based method for the vibration identification of non-uniform Euler-Bernoulli beams having multiple open cracks. The method includes significant modifications for the energy-based method presented by Yang et al. [Crack identification in vibrating beams using the energy method, Journal of Sound and Vibration 244 (2) (2001) 339-357.] The distribution of the energy consumed is determined by taking into account not only the strain change at the cracked beam surface as in general but also the considerable effect of the stress field caused by the angular displacement of the beam due to bending. The Rayleigh-Ritz approximation method is used in the analysis. The method is adapted to the cases of multiple cracks with an approach based on the definition of strain disturbance variation along the beam. Examples are presented on cantilever beams having different truncation factors. When the results are compared with a commercial finite element program and with the results of Zheng and Fan [Natural frequencies of a non-uniform beam with multiple cracks via modified Fourier series, Journal of Sound and Vibration 242 (4) (2001) 701-717], good agreements are obtained. The effects of truncation factors and positions of cracks on the natural frequency ratios are presented in graphics. © 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved