İTÜDERGİSİ/d, Cilt 6, Sayı 4 (2007)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

Anlık basınç yükü etkisi altındaki katmanlı kompozit bir plağın titreşimlerinin kontrolü

Haydar UYANIK, Zahit MECİTOĞLU

Özet


Bu sayısal çalışmada, bir kenarından ankastre olarak mesnetlenmiş konsol bir plağın üzerine etkiyen anlık basınç yükü nedeniyle oluşan titreşimler, plak üzerine yerleştirilmiş piezoelektrik uyarıcılarla kontrol edilerek sönümlenmiştir. Anlık basınç yükü modeli için zamana bağlı olarak üstel bir biçimde azalan Friedlander fonksiyonu kullanılmış ve bu fonksiyondaki parametreler için deneysel çalışmalardan elde edilen değerlerden yararlanılmıştır. Plağın sonlu eleman modelinin oluşturulması için bilinen semiloof kabuk eleman ile piezoelektrik etkilerin eklendiği semiloof kabuk sonlu eleman modeli kullanılmıştır. Sonlu eleman modelinin serbestlik derecesi yüksek olduğundan ve günümüzün modern kontrol yöntemlerinde yaygın olarak kullanılan durum denklemleriyle sistemin ifade edilmesi halinde serbestlik derecesinin ikiye katlanması nedeniyle sonlu eleman modelini indirgemek için mod toplama yöntemi ile indirgeme işlemleri yapılmıştır. Bu işlemler sonucunda elde edilen plak modelinin statik ve dinamik analizleri yapılmıştır. Plak aynı zamanda ANSYS yazılımı ile de modellenerek statik ve dinamik analizlerin sonuçları karşılaştırılmış ve bu sonuçların uyumluluğu gösterilmiştir. İndirgenmiş plak sonlu eleman modelinden sistemin durum denklemleri elde edilmiştir. Kararlılık sınırında bulunan sistemin kararlı olmasını garantilemek için optimum doğrusal regülatör problemi (optimal linear regulator problem, LQR) araştırılmıştır. Duyargalardan ölçülen deplasman değerlerini kullanarak sistemin durumlarını tahmin edecek gözleyicili bir kontrol sistemi ile oluşan yapısal titreşimler başarılı bir şekilde kontrol edilmiş ve sönümlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Titreşim kontrolü, durum gözleyici, semiloof kabuk eleman, piezoelektrik, anlık basınç yükü.


Tam Metin: PDF