EXPERIMENTAL MODAL ANALYSIS OF 3D PRINTED BEAMS
Hüseyin DAL Osman İYİBİLGİN Engin GEPEK
AbstractBu çalışmada, FDM tipi (Fused Deposition Modeling) 3D yazıcılarla üretilen kirişlerin, içyapı geometrilerinin (Kare, dikdörtgen, üçgen, daire, bal peteği, vb.) doğal frekans ve sönüm oranı gibi titreşim parametrelerine etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Bu amaç için, yedi farklı iç geometrik üretim formuna sahip kirişlerin CAD modelleri 3D yazılıp programı kullanılarak bilgisayar ortamında hazırlanmıştır. Bu CAD modelleri kullanılarak aynı üretim koşulları altında eşdeğer formda kiriş modelleri FDM tipi 3D yazıcı ile üretilmiştir. Kiriş modellerinin üretiminden sonra, modal titreşim testi aparatları kullanılarak, serbest-serbest sınır koşulları altında numunelerin deneysel modal test ve analizleri gerçekleştirilmiştir. Frekans cevabı metodu kullanılarak, her bir numunenin doğal frekans ve sönüm oranları hesaplanarak birbirleriyle kıyaslanmıştır. Analizler sonucunda, kiriş örneklerinin titreşim özelliklerinde önemli değişiklikler olduğu gözlenmiştir. Beklendiği gibi içyapısı tamamen dolu olan kiriş numunesinin rijitliği diğer numunelerden daha fazladır. İç geometrik yapının etkisi, yüksek frekanslarda daha belirgin hale gelmektedir. Sönüm karakteristiği açısından en uygun iç geometrik yapıya sahip kiriş formu bal peteği formudur.The effects of the internal pattern (Square, rectangle, triangle, circle, honeypot, etc.) of beams produced with FDM-type (Fused Deposition Modeling) three-dimensional printers are investigated experimentally on beam vibration characteristics such as natural frequency, damping ratio. For this purpose, CAD models for various seven types of beam with different internal forms have been prepared with 3D software in computer environmental. Then the equivalent beam samples were produced with a FDM-type 3D printer under the same manufacturing conditions. After that, experimental modal testing and analysis of the samples for free-free boundary conditions were carried out using modal vibration test setup. With the frequency response method, the natural frequencies and damping ratios of each beam sample were determined and compared with each another. As a result of the analysis, significant changes on vibration properties of beam samples was observed. As expected, the stiffness of the full-filled beam sample is highest than the others. Importance of pattern structure is more effective at vibration of high frequencies. The most suitable internal structure in terms of damping was found to be honeycomb pattern.