Galvaniz kaplamalı düşük karbonlu çelik plakalarda titreşim sönümleme malzemesi kullanılarak sönümün yapısal kaynaklı gürültüye etkisinin araştırılması

Abstract

Sönümleme kaplamalarının metal levhalara uygulanması, çeşitli endüstrilerde istenmeyen titreşim ve gürültü seviyelerini bastırmak için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Daha az maliyetle yüksek kaliteli bir ürün tasarlarken sayısal simülasyonlar hayati bir rol oynadığından, bu tür yapıları modellemenin doğru ve pratik bir yolu gereklidir. Rayleigh sönümleme katsayıları aracılığıyla bu gibi viskoelastik kaplama katmanlarının sönümleme parametrelerinin tanımlanmasına yardımcı olan bir metodoloji geliştirilmesi amaçlanmıştır. Makine öğrenim araçları ile kalınlıklara dayalı Rayleigh sönümleme katsayılarını veren bir tahmin formülü elde edilmiştir. Bu amaçla, çelik plakalar üzerinde farklı kaplama kalınlıklarında çeşitli testler yapılmıştır. Paralel olarak, sadece testlerden alınan referans değerlerle karşılaştırma yapmak için değil, aynı zamanda veri seti oluşturmak ve öğrenme algoritmalarını beslemek için çok sayıda simülasyon gerçekleştirilmiştir. Test sonuçları ile Simülasyon ve Oberst yöntemi ile elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Oberst yönteminin sınırlama problemleri olduğu görülmüştür. Bu yüzden makine öğrenmesi algoritmalarının sonuçları test sonuçlarıyla karşılaştırıldığında önemli ölçüde iyi performans sergilediği tespit edilmiştir. Belirlenen malzeme özellikleri ile vibro-akustik analiz modelleri oluşturulmuş ve bu oluşturulan sayısal modeller testler ile doğrulamıştır. Ardından hem test sonuçları hem de sayısal modellerden ulaşılan sonuçlar incelenmiştir. Serbest sönümleme katmanı uygulamasının titreşim ve gürültü kontrolündeki etkileri üzerinde bir araştırma yapılmıştır. Titreşimin sönümlenmesi, gürültünün azaltılması ve sesin yayılması üzerinde en etkili parametrelerin kaplama kalınlığı, çalışılan frekans aralığı ve plakanın mod şeklinin olduğu tespit edilmiştir.

The application of damping coatings to metal sheets is a commonly used method to suppress undesirable vibration and noise levels in various industries. As numerical simulations play a vital role in designing a high-quality product with fewer cost, an accurate and practical way of modelling such type of structures is necessary. It is aimed to develop a methodology that helps to define the damping parameters of such viscoelastic coating layers through Rayleigh damping coefficients. An estimation formula that gives Rayleigh damping coefficients based on thicknesses was obtained with machine learning tools. For this purpose, several tests were performed with different coating thicknesses on steel plates. In parallel, a great number of simulations were performed not only to compare with the reference values from the tests, but also to create a data set and feed the learning algorithms. Test results were compared with simulation and Oberst method results. It has been observed that Oberst method has limitation problems. Therefore, it has been determined that the results of machine learning algorithms perform significantly better results when compared to the test results. Vibro-acoustic analysis models have been created with the determined material properties and these generated numerical models have been validated with tests. Then, both the test results and the numerical model results obtained from have been examined. The effects of free layer damping applications have been researched on vibration and noise control. The most effective parameters on vibration damping, noise reduction and sound radiation have been determined as the coating thickness, the frequency range, and the mode shape of the plate.