Akıllı Kirişlerin Dinamik Özelliklerinin Araştırılması

Sağlık sektöründe, robotik sistemlerde ve endüstride kullanılan cihazların kullanım ömrü ve performansı dinamik yüklemelere maruz kaldıklarında verdikleri tepkilerle doğrudan ilişkilidir. Dinamik yüklemeler sonucunda ortaya çıkan titreşimler stabilitesi ve mekanik performansı üzerinde kritik etkilere sahiptir. Bu nedenle, dinamik yükleme altındaki titreşim davranışının analiz edilmesi, özellikle biyomekanik uygulamalar kapsamında önem taşımaktadır. Özellikle biyolojik doku simülasyonları üzerinde gerçekleştirilen titreşim analizleri, sistemlerin dinamik yanıtlarının belirlenmesi ve güvenilirliğinin artırılmasına yönelik temel bir adımdır. Polilaktik asit (PLA), hem yapay biyolojik doku üretiminde hem de üç boyutlu yazıcı filamenti için yaygın olarak tercih edilen bir malzeme olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmada yapılan deneysel ve nümerik çalışmalarda, motor tahriki ile harmonik yük uygulanmış kirişler üzerinde konuma göre dinamik analizler gerçekleştirilmiştir. Kirişler üzerinde konum olarak üç düğüm noktası belirlenmiş ve bu noktalar arasına piezo sensörler yerleştirilerek analizler yapılmıştır. PLA kutu içerisine yerleştirilen kirişli sistemin sönümlü ve sönümsüz titreşimine bağlı olarak zaman analizi, doğal frekansı, sönümleme oranı incelenmiştir. Kirişlerin üretiminde iki farklı malzeme seçilmiştir. Metal malzeme olarak geleneksel yöntem ile imal edilmiş A366/CQ siyah çelik levha (Soğuk haddelenmiş sac-DKP) ve polimer malzeme olarak PLA filament kullanılmıştır. Deneysel ve nümerik çalışmalarımız sonucunda, her iki sistemin kararlı olma durumu serbest uç bölgesinde tespit edilmiştir. Çelik ve PLA kiriş için bahsedilen bölgedeki sönüm oranları deneysel olarak sırasıyla 0,227 ve 0,755 bulunmuştur. Sayısal sonuçlara göre ise çelik kirişli sistemin sönüm oranları [0,93; 0,93; 0,55; 0,55; 0,76; 0,76], PLA kirişli sistemin ise [1; 0,98; 0,98; 0,97; 0,97; 0,94; 0,94] olarak elde edilmiştir. Çalışma, malzeme ve sistem dinamiklerinin optimize edilmesi, titreşim kontrolü ve kararlılık artırmaya yönelik mühendislik uygulamalarına katkı sağlayabilecek bir referans niteliği taşımaktadır.