YTÜ Makina Teorisi

ARAŞTIRMALAR
Destekleyen Kuruluş:TÜBİTAK 1001
Proje Adı:Yapısal Sistemlerin Farklı Bozucu Girişler Etkisi Altındaki Titreşimlerinin Analizi ve Aktif-Pasif Kontrolü
Proje Yürütücüsü:Prof. Dr. Rahmi Güçlü
Araştırmacılar: Yrd. Doç. Meral Bayraktar
Danışmanlar:Doç. Dr. İbrahim B. Küçükdemiral, Yrd. Doç. Dr. Deniz Güney
Bursiyerler:Arş. Gör. Hakan Yazıcı, Arş. Gör. Muzaffer Metin, Mak. Müh. Gökhan Keskin
Proje No:109M523
Proje Süresi:(24 ay) 01.05.2010-01.05.2012
Proje Özeti:
Yapısal sistemlere etkiyen bozucu girişler (taşıt, makine, deprem, rüzgâr kaynaklı titreşimler), yapısal sistemlerin güvenliği açısından oldukça önemli bir problemdir. Geçmişte meydana gelen yüksek şiddetteki depremler ülkemizde ve dünyada pek çok can ve mal kaybına neden olmuştur. Bu durum, özellikle depremde hasar görmemesi istenen yapıların titreşim kontrolünün gerekliliğini ortaya koymaktadır. Son yıllarda, yapısal sistemlerin titreşimlerinin analizi ve kontrolü üzerine pek çok çalışma yapılmıştır. Bu projenin, gerçek dış bozucu girişler etkisindeki yapısal sistem titreşimlerinin analizi ve kontrol çalışmalarına yeni bir yaklaşım getireceği düşünülmektedir.
Önerilen projede gerçek yapısal sistemlerin maruz kaldıkları, bir sarsıcı veya raylı taşıttan kaynaklanan bozucu etkilere karşı titreşim ölçümleri gerçekleştirilecektir. Daha sonra yapısal sistemin statik kat planlarından yararlanılarak, yapı parametreleri belirlenecek ve modeli kurulacaktır. Ölçüm sonuçları ile model üzerinden elde edilen simülasyon sonuçları karşılaştırılarak modelin gerçeğe yakınlığı gözlemlenecektir. Elde edilen ideal modele, gerçek deprem verileri bozucu giriş olarak uygulanarak, seçilen binanın bu durumdaki titreşimleri incelenebilecektir. Bu uygulama, hem ülkemizde yaşanan Kocaeli Depremi için hem de dünyada yaşanan büyük ölçekli depremlerden (Kobe, Northridge, vs.) biri için yapılarak seçilen binanın deprem esnasındaki titreşimleri incelenecektir (Şekil 1). Bu şekilde, elde edilen ideal model yardımıyla binaların gerçek deprem karşısındaki dinamik davranışları önceden kestirilebilecek ve emniyetli olup olmadığına karar verilebilecektir. Uygulanan ölçüme dayalı analiz yönteminin tüm yapılarda etkin olarak kullanılabilmesi için çalışmalar yapılacaktır.
Modellenen yapısal sistemin titreşimlerinin kontrolü için aktif ve pasif kontrol teknikleri kullanılarak, bilgisayar ortamında çeşitli çözümler geliştirilecektir. Aktif kontrol uygulamalarının en önemli kısmı olan kontrol algoritması tasarımında, bir çok çalışmada ihmal edilen kontrol girişindeki zaman gecikmesi ve yapısal sistem parametrelerinin kesin olarak belirlenememesinden kaynaklanan parametre belirsizlikleri sistemin dinamiğine dahil edilerek, bu etkileri hesaba katan kontrolör tasarımı gerçekleştirilecektir. Literatürde gerçek bina parametreleri kullanılarak zaman gecikmesi ve parametre belirsizliklerinin hesaba katıldığı bir çalışmaya rastlanmamıştır. Kontrolör tasarımında dayanıklı (robust) ve bulanık mantık tabanlı kontrol algoritmaları kullanılacaktır. Projede, matematik modelin doğruluğu ölçüm sonuçlarıyla desteklenen gerçek bir bina üzerinden kontrolör tasarımı yapılacaktır. Çok katlı yapıların aktif kontrolü ile kontrolörün ve sensörlerin yerleştirileceği yerler için modal analiz ile ilgili çalışmalar yapılacaktır.

BİTİRİLMİŞ / YÜRÜTÜLMEKTE OLAN PROJELER ve DENEYSEL ÇALIŞMALAR
Destekleyen Kuruluş:TÜBİTAK 1001
Proje Adı:Raylı Sistem Titreşimlerinin Yolcu ve Çevre Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi
Proje Yürütücüsü:Prof. Dr. Rahmi Güçlü
Araştırmacılar: Arş. Gör. Muzaffer Metin, Arş. Gör. Hakan Yazıcı, İnş. Yük. Müh. N.Sevgi Yalçın
Proje No:106M443
Proje Süresi:(36 ay-Tamamlandı) 01.02.2007-01.02.2010
Proje Özeti:
Bu projede, İstanbul ulaşımında kullanımda olan bir hafif metro aracına ve raylı sistem hattı çevresinde bulunan bir binaya ait titreşim analizleri, teorik ve deneysel olarak ayrı ayrı gerçekleştirilmiştir. Hafif metro aracı ve binaya ait matematik modeller çıkartılmıştır. Daha sonra, raylı taşıt hareket halindeyken, taşıt içerisinde ve hat çevresinde bulunan binada titreşim ölçümleri yapılmıştır. Kurulan modellerin, ölçüm şartları altında gerçek bozucu girişler kullanılarak simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Sistematik bir yaklaşım için, elde edilen teorik ve deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır. Raylı taşıt-yol etkileşimi ile ortaya çıkan titreşimlerin ölçülmesiyle, mevcut durumun konfor ve güvenlik açısından düzeyi, ilgili standartlarla karşılaştırılarak araştırılmıştır. Son aşamada, raylı taşıt-yol etkileşimi ile oluşan titreşimlerin, taşıt içerisinde, yolda ve yayılma alanında azaltması yönünde çeşitli çözüm önerileri sunulmuştur.

Destekleyen Kuruluş:İstanbul Büyükşehir Belediyesi
Proje Adı:Raylı Sistem Araçlarının Modellenmesi Ve Titreşimlerinin Kontrolü
Proje Yürütücüsü:Prof. Dr. Rahmi Güçlü
Araştırmacı:Arş. Gör. Muzaffer Metin
Proje No:88-19/2007 1. Dönem
Proje Süresi:(7 ay-Tamamlandı) 21.05.2007-21.12.207
Proje Özeti:
Bir metropol şehri olan İstanbul'un en önemli problemlerinden biri, trafik sorunu olarak bilinmektedir. Şehirdeki raylı sistem hatlarının ve bu hatların yolcular tarafından kullanımının arttırılması, trafik sorununun en büyük çözüm yollarından biri olup, kullanıcılarına hızlı, emniyetli ve konforlu bir ulaşım sunmaktadır. Bu nedenle, raylı ulaşıma verilen önem artmakta ve bunun sonucu olarak şehirdeki raylı sistem hatlarında hızlı bir artış görülmektedir. Şehir içindeki raylı ulaşımın artması birçok faydalarıyla birlikte raylı sisteme özgü problemleri de beraberinde getirmektedir. Raylı ulaşımda gerek yolcu konforu açısından, gerekse çevreye olan etkileri açısından göz önüne alınması gereken en önemli problemlerden biri titreşimlerdir.
Raylı ulaşımda yolcuların güvenliği ve konforu için yüksek standartlarda hizmet verilmesi gerekmektedir. Bunun sağlanabilmesi açısından, raylı sistemlerdeki titreşim problemleri ve bu titreşimlerin kontrolüne yönelik çalışmalara ve bunun sonucu elde edilecek verilere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu ihtiyaca yönelik gerçekleştirilecek olan bu çalışmada, İstanbul sınırları içerisinde, şehir içi ulaşımda kullanımda olan bir raylı sistem aracı model olarak ele alınmış ve titreşimlerin analizi açısından fiziksel modeli ve diferansiyel denklemleri çıkartılmıştır. Sonra, sistemin bilgisayar yardımıyla simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Simülasyonda, modellenen araca ait gerçek parametreler kullanılmıştır. MATLAB-Simulink programının kullanıldığı simülasyonda, farklı yol ve araç alternatifleri için titreşim analizlerinin gerçekleştirilmesine imkan sağlayacak bir sistematik de oluşturulmuştur. Zamana ve frekansa bağlı olarak yapılan simülasyonların sonucu elde edilen titreşimlerin yer değişim ve ivmelerinin, minimuma indirilmesi için Bulanık Mantıklı Kontrolör tasarımı ile aktif kontrolü simülasyon ortamında gerçekleştirilmiştir.

E-POSTA
Son güncelleme: 21.03.2017