Her yapının belirli doğal frekanslarda titreşim eğilimi vardır. Yapı, doğal frekanslarında uyarıldığında rezonans sebebiyle belirli mod şekilleri eğilimlidir. Yapının modal karakteristliğini belirlemek için yapılan deneysel çalışmalara modal analiz denir. Titreşen bir yapının dinamik davranışını gösteren matematik modeli oluşturmak için ihtiyaç duyulan parametrelerin belirlenebilmesi için kullanılan işlemdir. Yapı herhangi bir dış kuvvet etkisi altında titreşim eğilimine girer. Modal analizde bir yapının, maruz kaldığı kuvvet sonucunda göstereceği dinamik davranışlar gözlenir. Modal analizde yapıya bir girdi titreşim uygulanır ve yapının bu girdiye verdiği cevap ölçülür. Deneysel veya bilgisayar yazılımı üzerinden test edilen yapı, verilen kuvvet etkisi altında titreşim modları sisteme tanımlanır. Modlar sayesinde, doğal frekans, sönümleme ve mod şekilleri belirlenmiş olur.
İçindekiler
Modal Analiz Mod Nedir?
Mode şekli, bir yapının doğal frekansında titreşirken aldığı şekildir. Mod şekli aslında deformasyon şekillerinin analiz sonucunda gösterilmesidir. Her periyot için mod şekilleri oluşur. Bu mod şekillerine göre yapı ne zaman hangi konumda olur veya ne zaman burulma yaşar gibi kavramları yorumlayabiliriz.
Modal Analizin Amacı Nedir?
Modal analiz sistemin limitlerine bir yorum yapmamızı sağlar. Örneğin, belirli bir kuvvette uygulanan etki sonucunda sistemin ne kadar yer değiştirme yaptığı ve hangi mod şekillerinde olduğu gibi sorularına modal analiz sayesinde öğrenmiş oluruz. Modal analizdeki ölçümler sayesinde her rezonans frekansındaki mod biçimleri tespit edilir. İncelenen yapının rezonans değerlerinde nasıl davranacağı gözlemlenir.
Kütle Katılım Payı Nedir?
Kütle katılım oranı, belirli bir yön ve mod için modelin yapısal kütlesinin ne kadar katıldığının yüzdesini belirten orandır. Modal analizlerde, iki önemli konu dikkate alınmalıdır. Bunlar rezonans ve kütle katılım oranıdır. Rezonans, yapının doğal frekansı ile çakışan bir frekansta uyarılması ile gerçekleşir. Kütle katılım oranı, belirli bir modun dinamik davranışa ne kadar katkıda bulunduğunu gösterir.
Bir yapı doğal titreşim halinde iken yada herhangi bir yer hareketi etkisi altında tam olarak X ve Y yönünde titreşmez. Bu titreşim X ve Y yönleri arasında biryerlerde gerçekleşir. Yani yapının bir kısmı X yönünde bir kısmı Y yönünde çalışır. X yönünde titreşmeye çalışan yapı kütlesi X yönündeki deprem kuvvetini, Y yönünde hareket etmeye çalışan kütle Y yönündeki deprem kuvvetini oluşturur. Kütle katılım payı ise yapının ne kadarlık kütlesinin X yönündeki hareketi gerçekleştirebildiği ne kadarlık kısmının Y yönündeki hareketi gerçekleştirdiğidir. Sonuç olarak analiz bize incelenen modda, moda bağlı frekansta, buna bağlı olarak bu frekansa karşılık gelen periyotta, x yönündeki yüzdelik olarak kütle katılım oranını ve y yönündeki yüzdelik olarak kütle katılım oranlarını vermektedir.
