Comparison of Modal Parameter Estimation Methods and Investigation of Railway Sleepers by Non-Destructive SISO-type Vibroacoustic Modal Analyses

Abstract

Bilgisayar ve sensör teknolojilerindeki gelişmeler, titreşim ve ses verilerinin, yüksek çözünürlük ve örnekleme hızlarıyla, ağır iklimsel şartlar altında dahi kayıt altına alınabilmesini sağlamıştır. Bu kritik verilerin, uzay, havacılık, savunma, tıp, afet yönetimi ve her çeşit mühendislik branşında farklı amaçlarla kullanılabilmesi için sürekli yeni yöntemler geliştirilmektedir. Bunlardan biri de tahribatsız modal parametre belirleme yöntemleridir. Bu yöntemler içerisinde ise, günümüzde dünyada en yaygın kullanılan ve kabul göreni, titreşim esaslı deneysel modal analizlerdir (EMA). Ancak bu metodun, temaslı ölçüm gerektirmesi ve lokal ölçüm alması gibi önemli dezavantajları söz konusudur. Bu dezavantajlar, çeşitli sektörlerde analizleri yapılan birçok unsur için geçerli olup, demiryolu taşıt bileşenlerinin veya demiryolu yapı elemanlarının analizleri de buna örnek teşkil etmektedir. Bu çalışmada, literatürde ender incelenmiş bir metot olan, vibro-akustik modal analizlerin (VMT), bu bağlamda, EMA için uygun bir alternatif olup olmayacağı araştırılmıştır. Bu kapsamda, literatürde tespit edilen eksiklikler dikkate alınarak hazırlanan VMT ve EMA test düzenekleri kullanılarak demiryolu traversleri üzerinde karşılaştırmalı modal analizler yapılmıştır. Sonuç olarak, hazırlanan SISO-tipi VMT test metodunun; belirli bir frekans aralığındaki rezonans frekansı, sönümleme oranı ve mod şekillerinin tahminlerinde, EMA metodu kadar hassas ve tutarlı sonuçlar verebildiği belirlenmiştir.