Titreşen Belirsiz Yapılar için Yüksek Dereceli İstatistiksel Moment Analizi Yaklaşımının Geliştirilmesi


Creative Commons License

Seçgin A. (Yürütücü)

TÜBİTAK Projesi, 2021 - 2021

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Başlama Tarihi: Ocak 2021
  • Bitiş Tarihi: Kasım 2021

Proje Özeti

Bir ürünün tasarım sürecinde yapılan vibro-akustik analizlerde belirsizlik adı verilen olgunun göz önüne alınması gereklidir. Belirsizlik, genellikle malzemenin iç yapı farklılıkları, sönüm ve geometrideki farklılıklar, ilk ve sınır şartlarındaki oynaklıklar gibi kontrol edilemeyen değişiklikler sonucu aynı ürünün farklı örneklemlerinin farklı vibro-akustik özellikler göstermesi olarak tanımlanır. Güvenilir analizler için bu belirsizlikler üretimin her aşamasında hesaba katılmalıdır. Bu bağlamda, dinamik sistemlerin belirsizliği uygun bir istatistiksel yaklaşım ile modellenmelidir.

Özellikle son yıllarda, yapılardaki belirsizlik üzerine pek çok çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmalarda “olasılıksal” ve “olasılıksal olmayan” başlıkları altında çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Olasılıksal yöntemler basit olarak, sistemin belirsiz girdi değişkenlerinin istatistiki dağılımı bilinirse, sistemin cevabı olasılık teorisi kullanılarak yine istatistiki olarak elde edilebilir kabulüne dayanmaktadır. Bu amaçla, Monte Carlo simülasyonu (genellikle uygun bir analiz tekniği (sonlu elemanlar yöntemi, sonlu farklar yöntemi vb.) ile) kullanılan en yaygın olasılıksal yöntemlerden biridir. Yöntemin başarısı örneklem sayısı ile yakından ilgilidir. Ancak yüksek örneklem sayısı yüksek hafıza ihtiyacı ve uzun hesaplama süreleri anlamına gelmektedir. Bu nedenle yine aynı yardımcı analiz teknikleri ile kullanılabilen ve daha hızlı sonuç verme yeteneğine alternatif belirsizlik analizi yöntemleri üzerine çalışmalar sürdürülmektedir.

Projenin temel amacı belirsizlikleri daha gerçekçi modelleyebilmek için yüksek hassasiyetli, düşük hafıza ve çözüm sürelerine sahip bir belirsizlik modelleme yöntemi geliştirmektir. Geliştirilen yöntemin sayısal ve deneysel performans testleri kompozit çubuklar için gerçekleştirilerek yöntemin ileriki proje çalışmaları için uygulanabilirliği ortaya konulmuştur. Bu Projenin hızlı destek programına başvurulma amacı da tamamen bu ön çalışmaların tamamlanmasının sağlanmasına yöneliktir.

Bu amaç bağlamında projenin temel hedef ise, İstatistiksel Moment (İM) analizi ile belirsiz titreşim cevabının yüksek dereceli merkezi istatistiksel momentlerinin (üçüncü ve dördüncü momentler) yüksek hassasiyetle ve kısa hesaplama süreleri ile elde edilmesidir. Bu hedef doğrultusunda proje süresince çeşitli deneysel ve sayısal araştırmalar gerçekleştirilmiştir. Performans bağlamında, hedeflenen yöntem ve sayısal Monte Carlo simülasyonu ile yapılan analizler karşılaştırılmıştır.