Ti6Al4V malzemesi için yüzey pürüzlülüğü verilerinden rezistans tahmini: Elektromekanik empedans spektroskopisine dayalı deneysel bir çalışma


Creative Commons License

HAYDARLAR G., Sofuoğlu M. A., TEKKALMAZ M.

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, cilt.16, sa.0, ss.1-8, 2026 (TRDizin) identifier

Özet

Elektromekanik Empedans Spektroskopi yöntemi, yapısal sağlık izleme uygulamaları arasında yaygın olarak kullanılan tekniklerden biridir. Bu yöntemde, piezoelektrik sensörler yapısal durumu izlenmek istenen yapı üzerine entegre edilmektedir. Yapının empedans/admitans karakteristikleri empedans analizör kullanılarak belirlenmektedir. Yapıda hasar, kusur, aşınma vb. olduğunda empedans/admitans rezonans piklerinde değişimler meydana gelmektedir. Bu çalışmada Ti6Al4V malzemesi için tornalama prosesinde farklı işleme parametrelerinin sonucunda oluşan yüzey pürüzlülüğü verilerini kullanarak rezistans değerlerinin tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Taguchi L16 deney tasarımı kullanılarak deney planı oluşturulmuştur. Numunelerin yüzey pürüzlülüğü ölçümleri tamamlandıktan sonra numunelere piezoelektrik sensörler yapıştırılmıştır ve rezistans ölçümleri 20 Hz-15 MHz frekans aralığında deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Yüzey pürüzlülüğü ve rezistans arasındaki ilişki araştırılmıştır ve ampirik denklem önerilmiştir. Önerilen denklemin belirlilik katsayısı (R2) 0.781 ve anlamlılık yüzdesi 0.0006 (p<0.001) olarak hesaplanmıştır. Bu sonuçlar önerilen denklemin rezistans değerlerini tahmin etmede kullanılabileceğini göstermiştir. Doğrulama deneyi gerçekleştirilerek önerilen denklemin doğruluğu test edilmiştir. Önerilen denklemin % 83.862 doğruluğa sahip olduğu belirlenmiştir.
Electromechanical Impedance Spectroscopy is one of the widely used techniques in structural health monitoring applications. In this method, piezoelectric sensors are integrated onto the structure whose structural condition is to be monitored. The impedance/admittance characteristics of the structure are determined using an impedance analyzer. When damage, defects, wear, etc. occur in the structure, changes occur in the impedance/admittance resonance peaks. This study aims to predict the resistance values of Ti6Al4V material using surface roughness data obtained from different machining parameters during the turning process. An experimental plan was created using Taguchi L16 experimental design. After completing surface roughness measurements, piezoelectric sensors were attached to the samples, and resistance measurements were experimentally performed in the frequency range of 20 Hz-15 MHz. The relationship between surface roughness and resistance was investigated, and an empirical equation was proposed. The coefficient of determination (R²) of the proposed equation was calculated as 0.781, and the significance percentage as 0.0006 (p<0.001). These results indicate that the proposed equation can be used to predict resistance values. A validation experiment was conducted to test the accuracy of the proposed equation. It was determined that the proposed equation has an accuracy of 83.862%.