TESTLAB ANAYLZE&REPORT V2 KULLANIM KILAVUZU Yazan: Eren AYDIN Düzenleyen: - Tarih: 23.01.2013 Sürüm: 1.0
İçindekiler 1. KURULUM... 4 1.1 YAZILIMIN KURULMASI... 4 2. MENÜLER VE İŞLEMLER... 5 2.1 DOSYA MENÜSÜ... 5 2.2 VERİLER VE KANAL ÖZELLİKLERİ TABLOSU... 7 2.3 İNCELE MENÜSÜ... 8 2.4 ANALİZ MENÜSÜ... 8 2.5 RAPOR MENÜSÜ... 10 3. ANALİZ DETAYLARI... 11 3.1 KALİBRASYON... 11 3.2 MATEMATİK... 11 3.3 KANAL İŞLEMLERİ... 12 3.4 İSTATİSTİK... 14 3.5 SİNYAL ANALİZİ... 15 4. YORULMA ANALİZİ MODÜLÜ... 16 4.1 GERİLME ÖMRÜ (STRESS-LİFE) ANALİZLERİ... 16 4.2 UZAMA ÖMRÜ (STRAİN-LİFE) ANALİZLERİ... 19 4.3 İZAFİ HASAR DEĞERLENDİRMESİ... 21 5. SHM MODÜLÜ... 16 4.1 GERİLME ÖMRÜ (STRESS-LİFE) ANALİZLERİ... 16 Tarih: 12/08/2013 Sayfa 2/22
Tarih: 12/08/2013 Sayfa 3/22
1. KURULUM 1.1 Yazılımın Kurulması Testlab Analyze&Report yazılımı, LabView ortamında geliştirilmiştir ve çalışması için LabView Run Time Engine e ihtiyaç duyar. Size sağlanan kurulum dosyasında LabView Run Time Engine entegre olarak yer almaktadır. LabView Run Time Engine i gereken durumlarda www.ni.com sitesinden ücretsiz olarak indirebilirsiniz. Testlab Analyze&Report yazılımının kurulum dosyası çalıştırıldıktan sonra adımlar izlenerek standart şekilde kurulum tamamlanabilir. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 4/22
2. MENÜLER VE İŞLEMLER 2.1 Dosya Menüsü 2.1.1 Dosya Formatı TESTLAB Analyze&Report yazılımı, temel olarak tdms dosya formatı ile uyumlu çalışmaktadır. Bu dosya formatı, hem ikili (binary) biçimde olduğundan diskte az yer tutmakta, hem de hızlı okuma/yazma desteği ile yazılımın hafıza ve işlemci kullanımında optimum performans sağlamaktadır. Farklı dosya formatları yüklenmek istendiğinde (ör: ASCII) yazılımın Dosya Dönüştürme özelliği kullanılmalıdır. 2.1.2 Dosya Yükleme Tdms uzantılı dosyaları yüklemek için Dosya Sec kısmındaki sarı dosya simgesine tıklayın. Çıkan pencereden ilgili dosyayı seçerek üzerine çift tıklayın veya OK tuşuna basın. Dosya içeriği sol taraftaki Veriler tablosunda görüntülenecektir. Eğer açılacak olan dosya çok büyükse veya dosyanın belli bir kısmındaki veri ile ilgileniliyorsa, Veri Sayısı seçeneği Dosyanın Bir Kısmını Yükle olarak seçilerek, ofset ve veri sayısı kutucukları doldurulmalıdır. Ofset kutusuna girilen değer verilerin hangi sıradan itibaren yükleneceğini belirler. Veri sayısı ise kaç tane veri yükleneceğini belirler. Örneğin veri sayısına 10000 girdikten sonra ofset i önce 0 girip donra 10000 arttırarak verileri 10000 erli gruplar halinde inceleyebilirsiniz. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 5/22
2.1.3 Dosya Dönüştürücü ASCII formatlı yüklemek için Dosya Dönüştürücü ye tıklayın. Eğer dönüştürülen dosya hemen açılsın istiyorsanız Dönüştürülen Dosyayı Yükle seçeneğini işaretleyin. Çıkan menüde ilgili dosyayı seçtikten sonra dosyada kullanılmış olan kayıt hızına göre örnekleme aralığı (dt) değerini girin. (Örneğin kayıt hızı saniyede 100 veri ise, dt değeri 0.1 girilmelidir.) Kanal isimlerini oluşturmak için bir ön ad tanımladıktan sonra Dönüştür tuşuna basın. Orijinal dosyanın bulunduğu klasörde aynı isimde tdms uzantılı bir dosya oluşacaktır. İlgili seçim yapıldıysa bu oluşan dosya yazılıma yüklenecektir. Yapılmadıysa da istenen bir zamanda Dosya Sec menüsü kullanılarak dosya yüklenebilir. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 6/22
2.2 Veriler ve Kanal Özellikleri Tablosu Veriler tablosu, dosyadan yüklenen içeriği gruplar halinde görüntüler. Genellikle veri toplama cihazlarındaki farklı modüller (strain modülü, thermocouple modülü vb.) grup adlarının oluşturur. Grubun altında da o modüle ait kanallar listelenir. Kanal isimlerinden birine tıkladığınızda, özellikler tablosunda kanala ait bazı bilgiler görüntülenir. ChannelLength değeri dosyada bu kanala ait kaç adet veri olduğunu, wf_increment değeri ise örnekleme aralığını gösterir. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 7/22
2.3 İncele Menüsü Verilerin grafiksel olarak incelenmesi için bu menü kullanılır. Üstte yer alan grafik verilen zamana bağlı (veya frekansa bağlı) grafiğini, altta yer alan grafikse iki verinin birbirlerine bağlı değişiminin grafiğini görüntülemekte kullanılır. Grafiklere veri eklemek için Veriler tablosundaki bir veya daha çok kanalı seçerek (CTRL tuşuna basılı tutularak çoklu seçim yapılabilir) ilgili grafiğe sürükleyip bırakınız. Yeni grafik pencereleri açmak için önce tablodan ilgili verileri seçtikten sonra grafiklerin sol üstünde yer alan yeni pencere simgesine tıklayınız. Yeni grafik pencerelerinden istediğiniz kadar açabilirsiniz. 2.4 Analiz Menüsü Genel amaçlı analizler 5 ana başlık altında toplanmıştır: Kalibrasyon, Matematik, Kanal İşlemleri, İstatistik ve Sinyal Analizi. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 8/22
Uygulamak istediğiniz analizin ana başlığını seçtikten sonra o gruba ait farklı analiz ikonları listelenecektir. Uygulamak istediğiniz analizin ikonuna tıkladığınızda o analize ait panel açılacaktır. Her analizin kendine ait paneli olmakla birlikte genel format aşağıdaki resimde olduğu gibidir: Tarih: 12/08/2013 Sayfa 9/22
Sol üstte kanal listesinden kanal veya kanalları seçtikten sonra orijinal veriler Input grafiğinde görüntülenecektir. Daha sonra sol alt kısımda eğer varsa analizle ilgili parametreler girilmeli/seçilmelidir. Son olarak da Hesapla tuşuyla analiz, seçilen verilere uygulanır. Bu işlem sonucunda yapılan analizin çıktılarını içeren bir veya daha fazla hesaplanmış kanal oluşturulur ve kanal listesine Calculated Data grubu altına uygun bir isimle eklenir. Analizlerle ilgili detaylar bir sonraki bölümde anlatılmaktadır. 2.5 Rapor Menüsü Yazılımın raporlama mantığı bir Excel şablon dökümanı (xlt, xltx) üzerinde önceden belirlenmiş olan bölümleri, yazılım üzerinden seçilen verilerle doldurmaya dayanmaktadır. Rapor oluşturmak için tablolarda yer almasını istediğiniz verileri ve grafik verisini ve rapor klasörünü seçtikten sonra Rapor Oluştur tuşuna basın. Yazılımda önden tanımlı olan rapor şablonu üzerinde yeni bir rapor oluşturulacak ve seçilen klasöre tarih ve saate göre isimlendirilerek kayıt edilecektir. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 10/22
3. ANALİZ DETAYLARI 3.1 Kalibrasyon 3.1.1 Rozet Hesabı Hesaplamak istediğiniz parametreyi seçtikten sonra gerinim pulları arasındaki resimde de gösterilen açıları giriniz. 3.2 Matematik 3.2.1 İntegral Girdi olarak verilen n elemanlı Xi dizisinin integrali Yi ler aşağıdaki formüle göre hesaplanır: Y0 = 0, 3.2.2 Türev Girdi olarak verilen n elemanlı Xi dizisinin türevi Yi ler aşağıdaki formüle göre hesaplanır: X(-1) = 0, Tarih: 12/08/2013 Sayfa 11/22
3.3 Kanal İşlemleri 3.3.1 Formül Kanal listesinden çoklu seçim ile hesaplamada kullanılacak tüm kanalları seçin. Daha sonra alfabedeki harfleri kullanarak denklem girebilirsiniz. Parametre olarak kullandığınız harfler alfabetik sırayla seçtiğiniz kanallara atanacaktır. Denklemlere matematiksel operatörler ve bazı fonksiyonlar dahil edilebilir. 3.3.2 Kayma Düzeltmesi Seçilen kanal veya kanallarda zaman içinde kayma oluşmuşsa kaymayı düzeltir ve veriyi x eksenine oturtur. 3.3.3 Spike (Ani Voltaj Değişimi) Düzeltmesi Bazı dış etkenlerden dolayı, toplanan verilerde kimi zaman doğal olmayan anlık değişimler görülebilir. Bu değişimleri göz ardı etmek için İki Nokta Arası Maksimum Değişim limiti tanımlayarak veriyi bu etkilerden temizleyebilirsiniz. 3.3.4 Şablon Bu menüyü kullanarak birden fazla analiz adımının peşpeşe uygulandığı bir şablon yaratabilirsiniz. Yeni tuşuna bastığınızda karşınıza Şablon Oluşturma Menüsü gelecektir. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 12/22
Bu menüyü kullanarak analiz tipini ve parametrelerini belirleyip Ekle tuşuyla bir analiz listesi oluşturabilirsiniz. Şablona verdiğiniz isim Şablonlar listesinde gözükecektir. Listeden istediğiniz şablonu seçtikten sonra kanal listesinden de kanalları seçip Uygula tuşuna basarak şablon içerisinde yer alan analizlerin sıralı şekilde uygulanmasını sağlayabilirsiniz. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 13/22
3.4 İstatistik 3.4.1 Genel İstatistik Bu menüdeki Maksimum, Minimum, Standart Sapma vb. genel istatistik parametrelerinden istediklerinizi seçerek, seçtiğiniz kanal veya kanallara ait ilgili değerleri hesaplatabilirsiniz. Hesaplanan her değer Calculated Data altında yeni bir kanal olarak gözükecektir. 3.4.2 Sınıflandırmalar Sınıflandırma Parametreleri: Yazılım, kullanıcının girdiği başlangıç ve bitiş değerleri aralığını, sınıflandırma sayısı kadar parçaya bölerek sayı aralık sınıfları oluşturur. Ve sınıflandırma yöntemine göre her sınıf için bir sonuç hesaplar. Nokta Sayısı: Her sınıfa düşen veri sayısını hesaplar. Bu işlem sonucunda iki adet hesaplanmış kanal oluşur. Biri, her sınıfa ait verilerin ortalamasını, diğeri de her sınıfa ait nokta sayısını tutar. Seviyede Zaman: Her sınıf için, ilgili değer aralığında ne kadar süre boyunca kalındığını hesaplar. Bu işlem sonucunda iki adet hesaplanmış kanal oluşur. Biri, her sınıfa ait verilerin ortalamasını, diğeri de dt verisini kullanarak ne kadar süre boyunca o sınıfta kalındığını hesaplar. Seviye Geçiş Sayısı: Bu sınıflandırmada sınıflandırma parametrelerinin yanısıra bir referans değer verilir. Yazılım başlangıç değerinden başlayarak sınıflara ait alt sınır değerlerini belirler. Referans değerin altında kalan sınıflar için negatif yöndeki geçişler, üstünde kalan sınıflar için de pozitif yönlü geçişler sayılır. Sınıf alt sınır değerleri ile hesaplanan geçiş sayıları iki hesaplanmış kanal olarak kayıt edilir. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 14/22
3.5 Sinyal Analizi 3.5.1 FFT Gerçel sayılardan oluşan X dizisinin Hızlı Fourier Dönüşümünü (Fast Fourier Transform) hesaplar. 3.5.2 PSD Verilen zaman sinyalinin ortalamalı Güç Spektral Yoğunluğunu (Power Spectral Density) hesaplar. 3.5.3 Yeniden Örnekleme (Resample) İnterpolasyon Modu: Coerce: Yeniden örneklenen veriler orijinal verilerden kendisine zamanda en yakın olanına eşitlenir. Linear: Yeniden örneklenen veriler kendisine zamanda en yakın iki veriden lineer interpolasyon yapılarak hesaplanır. Spline: Yeniden örneklenen veriler Spline interpolasyon algoritması kullanılarak hesaplanır. FIR: Yeniden örneklenen veriler FIR filtre algoritması kullanılarak hesaplanır. Veriler seçilen İnterpolasyon Modu kullanılarak Yeni Hız a göre yeniden örneklenir. 3.5.4 Filtre Verilen zaman sinyalini, seçilen topolojiye, filtre türüne ve parametrelere göre sayısal filtreden geçirir. Alçak geçirgen ve yüksek geçirgen filtreler için yalnızca Alçak Kesim Frekansı(Lower Fc) geçerlidir. Bant geçiren ve bant durduran filtrelerde hem Alçak Kesim hem Yüksek Kesim frekansı uygun şekilde girilmelidir. 3.5.5 Ortalamalı FFT Verilen zaman sinyalinin ortalamalı olarak Hızlı Fourier Dönüşümü nü (Fast Fourier Transform) hesaplar. 3.5.6 IFFT (Inverse FFT) Gerçel sayılardan oluşan X dizisinin Ters Kesikli Fourier Dönüşümü nü (Inverse Discrete Fourier Transform) hesaplar. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 15/22
4. YORULMA ANALİZİ MODÜLÜ 4.1 Gerilme Ömrü (Stress-Life) Analizleri 4.1.1 S-N Eğrisi Gerilme Ömrü analizlerinin gerçekleştirilebilmesi için S-N eğrisinin tanımlanmış olması gerekmektedir. Yazılımda farklı tip malzemeler ve yükleme şekilleri için tahmini S-N eğrisi çizdirmek ve buna bazı modifikasyonlar uygulamak mümkündür. Bunun için Parametreler kısmındaki girdiler yapıldıktan sonra Güncelle tuşuna basılmalıdır. Eğer kullanıcı S-N eğrisini kendisi tanımlamak istiyorsa, Manuel Giriş i seçmelidir. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 16/22
Çıkan ekranda S1-N1 ve Sf-Nf değerleri girilmelidir. N1 çoğunlukla 1000, S1 de 1000 e karşılık gelen gerilme genliğidir. Sf de çoğunlukla yorulma limitine (fatigue limit, endurance limit) yakın bir değer, Nf de ona karşılık gelen çevrim sayısıdır. 4.1.2 Veri Seçimi ve Yük Spektrumu Yazılım girdi olarak gerinim (strain) değerlerini kullanmaktadır. Analiz akışı şu şekildedir: Tarih: 12/08/2013 Sayfa 17/22
1-Veriler kısmından ilgili kanala ait strain verileri seçilir. Bu veriler S-N kısmında girilmiş olan E(Elastisite Modülü) ile çarpılarak grafiğe eklenecektir. 2-Sınıflandırma parametreleri tanımlanır. (Beklenen genlik ve ortalama gerilmeler için alt ve üst limitler tanımlanır. Sınıf sayısı da Bu limitlerin kaç aralığa bölüneceğini belirler. 3-Yük Spektrumunun hangi yöntemle çıkartılacağı seçilir. Rainflow yöntemi zaman tabanlı bir yöntemdir. PSD Narrow Band (Bendat) ve PSD Broad Band (Dirlik) yöntemleri ise frekans tabanlıdır. Seçim yapıldıktan sonra Hesapla tuşuna basılır. Rainflow yöntemi seçilmişse gerilme genliğiortalama gerilme ve çevrim sayısı tablosu doldurlur. Diğer yöntemler için PSD grafiği çizdirilir. 4-Hasar Analizi kısmında gerilme dağılımı ve hasar dağılımı grafikleri 3 boyutlu olarak çizdirilir ve toplam potansiyel hasar görüntülenir. 4.1.3 Hasar Analizi Hasar analizi şu şekilde yapılmaktadır: 1- Yük spektrumunda belirlenen tüm gerilme genlikleri-ortalama gerilme ve çevrim sayısı üçlüleri kullanılır. 2- Her gerilme genliği için önce Goodman yöntemi ile ortalama gerilme düzeltmesi yapılır ve S-N eğrisi kullanılarak düzeltilmiş gerilme genliğine karşılık gelen çevrim sayısı bulunur. 3- S-N eğrisi üzerinde bulunan çevirm sayıs ile yük spektrumunda ilgili gerilme için bulunan çevrim sayısı kullanılarak Miner Kuralı ile ilgili gerilmenin hasara katkısı hesaplanır. 4- Her gerilme için hesaplanan hasarlar toplanarak toplam potansiyel hasar hesaplanır. 5- Gerilme dağılımları ve hangi gerilme genliği-ortalama gerilme ikilisinin hasara daha çok katkığı yaptığı 3-boyutlu grafiklerde görüntülenir. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 18/22
4.2 Uzama Ömrü (Strain-Life) Analizleri 4.2.1 Gerilme-Uzama (Stress-Strain) İlişkisi Bu menünün amacı, çevrimsel testlerde toplanan gerilme-uzama verilerinin analizi yapılarak gerilmeuzama ilişkisiyle ilgili bazı değerleri hesaplamaktır. Öncelikle gerilme ve uzama verilerinin hangi kanallardan alınacağı X-verisi ve Y-verisi listelerinden seçilirerek Histerisis Döngüleri çizdirilir. Histerisis Döngülerindeki uç noktalar birleştirilerek Çevrimsel Gerilme-Uzama eğrisi çizdirilebilir. Yazılımda bunu yapabilmek için grafiğin üzerinde yer alan Cursor ı grafik üzerinde uygun noktaya getirdikten sonra Ekle tuşuna basılmalıdır. Yazılım o anda Cursor-X ve Cursor-Y kısmında yer alan verileri diğer iki grafiğe ekler. Çevrimsel eğri grafiğinde gerilme-uzama arasındaki çevrimsel ilişki görülebilir. yazılım bu verileri ve Elastisite Modülü verilerini kullanarak log-log çizilen gerilme genliği-plastik deformasyon genliği grafiğini çizdirir ve bu grafikte yer alan noktalardan en iyi doğruyu, doğrusal en düşük kareler (linear least squares) yöntemiyle bulur. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 19/22
Bu doğrunun denklemi kullanılarak Çevrimsel Dayanım Katsayısı (Cyclic strentgh coefficient) ve Çevrimsel Uzama Sertleşmesi Üstü (Cyclic strain hardening exponent) hesaplanır. Ayrıca çevrimsel eğri kullanılarak Çevrimsel Akma Dayanımı (Cyclic yield strentgh) hesaplanır. 4.2.2 E-N Eğrisi Bu menü, deformasyon kontrollü yorulma deneylerinde ortaya çıkan gerinim-plastik deformasyonçevirm sayısı verilerinin kullanılarak E-N eğrisi çizdirilmesi ve ilgili katsayıların hesaplanmasını sağlar. İlgili değerleri kutucuklara girdikten sonra Ekle tuşuna basın. Değerler eklendikçe yazılım; Gerilme genliği (log) 2Nf(log) grafiğini ve Plastik deformasyon genliği(log) 2Nf(log) grafiklerini çizdirecek ve bu grafikteki noktalardan geçen iyi doğruları doğrusal en düşük kareler yöntemiyle bulacaktır. Daha sonra bu doğru denklemleri sırasıyla elastik doğru ve plastik doğruyu çizdirmekte kullanılır. Bu iki doğrunun toplamı da E-N eğrisini vermektedir. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 20/22
4.3 İzafi Hasar Değerlendirmesi 4.1.3 Hasar analizi kısmında hesaplanan hasar değeri, bir isim verilip İzafi Hasar Tablosuna Ekle tuşuna basılarak tabloya kayıt edilebilir. Çıkan ekranda, kayıt edilen tüm hasar değerleri bar grafik şeklinde görüntülenecektir. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 21/22
5. SHM MODÜLÜ Modal frekansları çıkarılacak olan data serisi seçilir ve Frequency Domain Decomposition metodunu uygulanarak bir yapıya ait modal frekanslar ve sönümleme oranları çıkartılır. Tarih: 12/08/2013 Sayfa 22/22