8 Eylül 2014 Pazartesi

DASK ''Depreme Dayanıklı Bina Yarışması'' Tamamlandı. Heyecan dolu yarışmayı KTÜ kazandı.

2011 yılından bu yana ABD Seatle da  Seismic Design Competition adıyla yapılmakta olan ve inşaat mühendisliği öğrencilerine açık yarışma 2014 yılında ilk kez DASK sponsorluğunda 'Depreme Dayanıklı Bina Tasarımı Yarışması’ adıyla Türkiye’de yapıldı.
Uzun zamandır bu yarışmaya hazırlanan ve emek veren inşaat mühendisliği öğrencileri iki gün boyunca heyecan dolu anlar yaşadılar.




Birinciliğini KTÜ'den Tweezers takımının kazandığı yarışmanın aslında kaybedeni yoktu. Çünkü tüm öğrenciler hem yarışma öncesinde hem de yarışma sırasında belki de tüm öğrencilik hayatları boyunca elde edemeyecekleri bir deneyim kazanmış oldular. Teorileri, tasarımları, modelleri zorlu ve gerçek bir testten geçti ve sonuçları anında yaşadılar.
TEKNİK DESTEK GRUBU olarak biz de, bu önemli organizasyona modellere uygulanan depremleri simüle eden ''TESTBOX SHAKETABLE'' sarsma tablalarımızla destek vermekten gurur duyduk.



TESTBOX SHAKETABLE, yarışmaya katılan tüm maketlere 3 ayrı şiddet ve yapıda deprem hareketleri uygulayarak dayanıklılıklarının ölçümlenmesini sağladı ve yarışmanın bel kemiğini oluşturdu.

Yarışmayı kazanan ekibe bir adet TESTBOX SHAKETABLE hediye edildi.
Hem öğrencilerimize yaşattıkları tecrübe, hem de yarattıkları farkındalık için organizasyonda emeği geçen herkese teşekkür ediyoruz.

Her zaman söylediğimiz gibi;
''Bir test bin uzman görüşüne bedeldir.''

NURUOSMANİYE Camii'nde 7/24 Yapısal Sağlık Takibi Başladı



Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi (FSMVÜ) tarafından İstanbul Kalkınma Ajansı (İSTKA) desteği ile Vakıf Kültür Varlıkları Restorasyon ve Konservasyon Laboratuvarları Uygulama ve Araştırma Merkezi (KURAM) Kurulumu kapsamında Laboratuvar ve İstanbul Nuruosmaniye Camii ‘de Yapısal Sağlık Takibi ve Operasyonel Modal Analiz Sistemi kurulumu Teknik Destek Grubu Ltd. Şti. tarafından gerçekleştirildi.

Ülkemiz paha biçilmez mirası sayılan, yüzlerce yıllık geçmişe sahip tarihi ve kültürel yapıların restorasyon ve konservasyon çalışmalarının bilimsel gücünü, ileri teknoloji kullanılarak iyileştirme çalışmaları kapsamında yürütülen projede tamamı Teknik Destek Grubu tarafından yerli teknoloji ile üretilmiş GPS Senkronizasyonlu İvmeölçer ve Sayısallaştırıcı Seti (Yapısal Sağlık İzleme ve Operasyonel Modal Analiz Sistemi) kullanılmıştır.

Kullanılan GPS Senkronizasyonlu İvmeölçer ve Sayısallaştırıcı Seti Elemanları şu şekildedir:












Proje yürütücüsü FSMVÜ Ar. Gör. Ömer DABANLI yönetiminde,  Teknik Destek Grubu ekibi SENSEBOX 7023 ivmeölçerler kubbe, galeri ve zeminde, TESTBOX 2010 cihazları cami içerisine belirlenmiş noktalara yerleştirilmiştir. Her bir ivmeölçer Ethernet bağlantı kablolarıyla TESTBOX 2010 cihazları ve EASYTEST Network Server yazılımı ile oluşturulan ağa dahil edilmiş ve veri akışı sağlanmıştır. Ayrıca mikro saniye seviyesinde senkronizasyon sağlayabilmeleri için TESTBOX 2010 cihazlarının GPS anten bağlantıları yapılmıştır.

Yapılan ADSL bağlantısı ile cihazların topladığı veriler gerçek zamanlı olarak FSMVÜ KURAM Laboratuarında hazırlanan görüntüleme ve analiz sistemiyle paylaşılmıştır.
FSMVÜ’de birçok bürokrat ve akademik personelin katılımı ile gerçekleşen açılış töreninden önce tüm montaj ve test işlemleri tamamlanmıştır.








12 Kasım 2013 Salı

TESTBOX 2010 SERİSİ CİHAZLAR İLE OPERASYONEL MODAL ANALİZ

Bu yazımızda sizlere TESTBOX ve SENSEBOX serisi ürünlerle Manisa’daki  tarihi bir yapıda uygulanan Operasyonel Modal Analiz çalışmasını aktaracağız.

Burada yapı dinamiği anlamında ortaya çıkan sonuçlardan daha çok TESTOX2010-4-ATT adlı cihaz ile Operasyonel Modal Analiz’in başarılı bir şekilde nasıl uygulandığı üzerinde duracağız.
Operasyonel Modal Analiz Nedir?
Yapıların Rüzgar, Deprem , Taşıt , insan hareketleri ve makine titreşimleri gibi genliği ve zamanla değişimi tam olarak bilinmeyen titreşimciler tarafından tetiklendiği bilinmektedir.
Genelde bir yapının modal test sonuçları çıkarılırken dışarıdan bir kuvvet uygulanır ve tepki fonksiyonundan yararlanılır.(Deneysel Modal Analiz). Fakat ileri seviye matematiksel işlemler ile dışarıdan herhangi bir kuvvet uygulamadan, yapıdaki mevcut titreşimler ile yapının modal parametreler elde edilebilir.

Modal Parametreler,
-Doğal Frekanslar
-Sönümleme Oranları
-Mod Şekilleri

Yapıdaki mevcut titreşimler ile modal parametreleri belirleme işlemlerine Operasyonel Modal Analiz denir.




Bu çalışmalar genelde Ortam Titreşimi(Ambient Vibration) altında yapılan testler, ya da Sadece-Çıktı (Output-Only) çalışmalar olarak da adlandırılırlar. Teknolojinin ilerlemesi içe çok hassas ölçümler olanaklı hale geldiğinden, test yapmanın kolay yolu olarak adlandırabileceğimiz bu tür giderek daha yaygın hale gelmiştir.
Bu yazımızın amacı Operasyonel Modal Analiz hakkında detaylı teknik bilgi vermekten çok, örnek bir çalışmanın A’dan Z’ye nasıl yürütüleceğini anlatmak olduğundan, çok fazla teorik bilgiye girmeyeceğiz. Ayrı bir yazımızda bu konuya ayrıntılı olarak değineceğiz.

EKİPMAN LİSTESİ
Bu çalışmada kullanmış olduğumuz TestBox 2010 adlı cihazdan temel olarak bahsetmek gerekirse,
-          4 Kanal(Eş Zamanlı Örnekleme)
-          24 Bit / 138 dB
-          2 kHz, 1kHz, 500Hz, 200Hz ,100Hz Örnekleme frekansı
-          GPS üzerinden zaman senkronizasyonu
-          Kablosuz veri aktarımı
-          Kendi üzerine kayıt
özelliklerine sahiptir.

TESTBOX2010-4-ATT


Bu noktada belki GPS üzerinden zaman senkronizasyonu üzerine kısa bir paragraf açmak gerekir. Bu tür uygulamalarda genelde tüm sensörlerin bağlandığı merkezi bir veri toplama sistemi kullanılır. Bu veri toplama sistemi sensörleri eş zamanlı örnekler, tam olarak aynı anda alınmış ivme verileri modal analizin yapılabilmesini sağlar. Ancak, bu uygulamada ise TDG tarafından geliştirilmiş özel ve farklı teknolojide bir çözüm kullanılmıştır. Kullanılan veri toplama sistemleri ve sensörler birbirleri arasında hiçbir bağlantı olmasa dahi eş zamanlı örnekleme yapabilmektedir. Bu durum, GPS üzerinden zaman senkronizasyonu yapılarak mümkün olur. Birbirinden bağımsız olarak yapının farklı noktalarına yerleştirilen cihazlar GPS modülleri aracılığıyla uydu zamanı üzerin 1 mikro-saniye çözünürlükte senkronize olurlar. Kendi iç bağımsız sayaçlarını uydu saatine senkronize ederler. 1 mikro-saniyelik bu çözünürlük, inşaat mühendisliği alanında yapısal sağlık takibi ve modal analiz yapmak için yeterlidir.

Bu çalışmada kullanılan ekipmanlar aşağıdaki gibidir:
-          4 Adet TESTBOX2010-4-ATT (Toplam 4Cihaz*4 Kanal=16 Kanal)
-          Kablosuz veri aktarma üniteleri
-          16 adet tek eksenli SENSEBOX-7021 ivme ölçer (mikro-g hassasiyet)
(Detaylı bilgi için http://www.teknikdestek.com.tr/7000.html  )
-          Laptop
-          TESTLAB-NETWORK veri toplama yazılımı
-          ARTEMIS Operasyonel Modal Analiz yazılımı


YÜRÜTÜLEN ÇALIŞMA
Yapının ilgili yerlerine X ve Y yönlerinde 16 adet ivme ölçer yerleştirilmiştir.






Yapısal Sağlık Takibi’nin en önemli bileşenlerinden biri Operasyonel Modal Analiz’dir. Bu çalışmayı sizlerle paylaşmamızın en önemli nedeni bu çalışmada bir operasyonel modal analzi çalışmasında yer alması gereken tüm adımların A’dan Z’ye yer almış olması, bu nedenle çok başarılı bir örnek oluşturuyor olmasıdır.

Çalışmamızın aşamalarından bahsedecek olursak şu şekilde sıralayabiliriz.



  • Yapı üzerinde sensörlerin monte edileceği yerler belirlendi.
  • 2 tanesi Yapı’nın temeline ,diğer 14 tanesi de yapının 4 köşesine X ve Y yönlerinde yerleştirilecek şekilde 16 adet sensör monte edildi.Yapının her bir köşesine bir adet veri toplama ünitesi konuldu. 
  • Köşelerdeki veri toplama üniteleri GPS üzerinden eş zamanlı olarak verilerini toplayabilecek şekilde ayarlandı.
  • Kablosuz veri aktarma üniteleri birbirlerini görecek şekilde (Line Of Sight) yerleştirildiler.
  • TESTLAB-NETWORK yazılımı ile toplam 4 üniteden 16 kanal’a ait 20 dakikalık kayıt alındı.
  • Artemis Operasyonel Modal Analiz Yazılımı ile kayıtlı datalar üzerinden analizler yapıldı.
  • Ve yapıya ait Modal Parametreler belirlendi.


Bu çalışmada TESTBO2010 cihazları ile kablosuz olarak başarılabilen 2 farklı veri toplama şekli denemiştir.

28 Mayıs 2013 Salı

İlk kez bir Türk firması Almanya'da Ölçüm Teknolojileri Fuarına katıldı!

Sensor +Test 2013 The Measurement Fair, Nürnberg, Germany


Sensör ve Test 2013, Ölçüm Fuarı, Nürnberg, Almanya'da gerçekleştirildi. 

Tüm dünyadan NI, EPSON, PEWATRON gibi sektörün devlerinin katıldığı fuara Teknik Destek Grubu olarak katılmaktan ve ülkemizi temsil etmekten büyük bir gurur duyduk. 

TESTBOX Markası altında üretilen veri toplama cihazlarımız, e-QUAKE markası altında ürettiğimiz sismik ölçüm cihazlarımız ve SENSEBOX markası altında ürettiğimiz sensörlerimizi tanıttığımız standımız fuarda büyük ilgi gördü. 

Teknik Destek Grubu, ileri ölçüm teknolojileri alanında AR&GE yapan ve ürün geliştiren ilk ve tek Türk firmasıdır. Bu fuara ilk kez bir Türk Firmasının katılmış olması Münih Başkonsolosluğunda da büyük bir heyecan yaratmış, konsolosluk görevlileri bizi her konuda destek vererek kendimizi evimizde gibi hissetmemizi sağlamıştır. 

Standımızı ziyaret ederek ve övgüleriyle bizi onurlandıran Münih Başkonsolosluğu Ticaret Ataşeleri Sayın İsmet Salihoğlu ve Dr. Mehmet Cevdet Baykal'a ve tüm değerli konsolosluk çalışanlarına teşekkürlerimizi sunarız. 





8 Mayıs 2012 Salı

ANALOG / DİJİTAL (SAYISAL)


Analog ve dijital sözcükleri sıklıkla kafa karışıklığına yol açabilmektedir. Biz bu kavramlar hakkında doğru bir algı oluşturulmasının hem ölçüm tekniği ve laboratuvar çalışmaları açısından, hem de günlük yaşam açısından önemli olduğunu düşünüyoruz. O nedenle bu konuyu bir de kendi bakış açımızdan ve kendi örneklerimizle ele aldık.

Solda Analog Ses Kontrol Düğmesi, Sağda Dijital Ses Kontrol Göstergesi

Analog sinyaller her zaman bir sürekliliğe sahiptir. Ancak sayılardan oluşmazlar. Sadece fiziksel bir fenomen olarak oluşurlar.  Eski televizyon ya da radyolardan örnek verelim. Ses düğmeleri analog olanlardan. Yani siz düğmeyi çevirdikçe istediğiniz ses düzeyini elde edersiniz. Herşey elinizin yumuşaklığına ve hassasiyetine bağlıdır. Olay süreklidir. Elbette yanına bir kadran çizilerek size görsel birtakım yardımcı çizgiler konmuştur ancak değişim kesintisizdir. Oysa yeni televizyon ve radyolarımızda ses düğmesi +’ya bastığınızda ekranda gördüğünüz göstergede sayı ya 13 ya da 14 olur. 13,5 olmaz. 13.5 olanı varsa dahi 13.25 yapamazsınız. Yani bir sınır vardır. Sonlu sayıda seçeneğiniz vardır. Çünkü, o ses ayar sistemi dijitaldir. Seçmeniz gerekir. İşte ne kadar çok seçeneğiniz varsa ne kadar çok ara değere hükmedebiliyorsanız çözünürlüğünüz o kadar yüksektir.
Özetle, ya 13 yapacaksınız ya 14. İşte sayılar ve sayısallık(dijitallik). Burada örnek içinde çözünürlük konusuna da yeri gelmiş iken değindik, ileride teknik olarak biraz daha açacağız.
Analog sinyaller hep daha eski bir teknoloji olarak değerlendirilirler ancak bazı çok avantajlı yönleri de vardır. Süreklilik ve yumuşak geçiş avantajına sahiptirler. Bu nedenledir ki, bazıları hala plakları CD’lere tercih etmektedir; bu nedenledir ki UHF antenleri ile izlediğimiz analog televizyon yayınları, bozulmadan önce kumlanır titrer, karlanır ama dijital uydu yayınları, piksellerine ayrılıp bir anda donup kalır. Görüntü ya vardır ya yoktur arası da yoktur. Bu nedenledir ki kötü kopyalanmış düşük kalitedeki (aslında çözünürlüğü düşük) dijital VCD’ler izlerken sizi rahatsız eder, kare kare olur, ama analog VHS kasetler üstü yıpranmadıkça kalitede bir yumuşak geçişe sahiptirler. Tabii SVCD, DVD ve Bluray gibi ortamlarda dijital çözünürlük çok yüksek olduğundan gözümüz artık o pikselleri daha az ayırt eder ve net hatta çözünürlüğe göre çok net bir görüntü algılar.


Analog sinyaller teorik olarak sonsuz çözünürlüğe sahiptirler dijital sinyallerin ise ne kadar büyük olursa olsun sonlu çözünürlükleri vardır. Bu anlamda analog bir sinyalin çözünürlüğünün her zaman daha yüksek olduğu söylenebilir. Ancak, analog sinyaller de bozulabilir ve kaliteleri düşebilir. Hem de dijital sonlu sistem çözünürlüğünde olduğu gibi ne kadar bozulduklarını belirlemek kolay değildir. Dijital sistemlerin kalitesi sadece tam olarak ölçülebilir değil, aynı zamanda dü
zeltilebilirdir de. Ancak yine de başta söylediğimiz o teorik sonsuz çözünürlüklerinden midir bilinmez, hala çoğu kişi plağı CD’ye tercih etmektedir.



Analog Sinyal + Kaçınılmaz ama Azaltılabilir Gürültü = Bozulmuş Analog Sinyal



 Dijital Sinyaller – Mavi3-bit(düşük) /Kırmızı 16-bit daha yüksek

Peki analog sinyaller böyle bir yumuşak geçiş kapasitesine sahip iken neden teknoloji dijitale evrilmiştir?  Nedeni basit. Çünkü analog sinyallerin pek çok dezavantajı da vardır. Kayıt teknolojileri zor ve bozulmaya açıktır. Dijital dünyada aktarılmaları zordur. Örneğin internet üzerinden kolaylıkla başka bir yere transfer edilemez ya da sabit diske kaydedilemezler. Kablolarda yol alırken elektro-manyetik gürültülere çok açıktırlar, bozulurlar kaliteleri düşebilir. Kalitelerini ölçmek, tanımlamak zordur. Aynı miktarda analog veriyi depolamak için çok daha yüksek maliyetli ve büyük alanlara ihtiyaç vardır. En önemlisi de bilgisayarlar tarafından kolaylıkla işlenemezler. Bu nedenle analog sinyaller en kısa zamanda dijitale çevrilmekte, her türlü işlem bu şekilde gerçekleştirilmekte ve gerektiği durumlarda tekrar analog sinyale dönüştürülebilmektedir.

Solda Dijital, Sağda Analog Saat. Bu dijital saatte sadece 1 dakikalık çözünürlük vardır. Saat ya 11:03’tür ya da 11:04.  Sağdaki analog saatte ise akrep ile yelkovan sürekli bir şekilde ilerlemektedir.

Hazırlayan: Sarp Dinçer, İnşaat Y. Müh.
TEKNİK DESTEK GRUBU Grup Koordinatörü





Veri Toplamanın ABC'si

“Veri Toplama” söz dizisi, genel bir tanımlama olması nedeniyle sıklıkla kavram ve isim karmaşasına(ambiguity) yol açmaktadır. Örneğin bizim bahsedeceğimiz veri toplama, istatistiksel alanda kullanılan genelde anketler ya da saha çalışmalarıyla yürütülen ve veritabanlarında depolanan toplumsal, sosyo-ekonomik veri toplamadan çok farklıdır. O nedenle öncelikle bu yazıda anlatacağımız Veri Toplama’nın hangi Veri Toplama olduğunu netleştirelim. İngilizce’de genelde “Data Acquistion” ya da kısaca DAQ olarak adlandırılan bu işlem, bazı fiziksel ya da kimyasal niceliklerin sensörler aracılığı ile elektriksel olarak algılanıp, olabildiğince ya da gerektiğince yüksek hassasiyette sayısal değerlere dönüştürülüp örneklenerek, kaydedilmesi işlemini tanımlar. Aktarım, bilgisayarların anlayabileceği, örneğin Excel ya da Matlab ile açılabilecek, işlenebilecek bir veri formatında olur ve genelde sonrasında basit ya da karmaşık analizler uygulanarak belli sonuçlara varılması hedeflenir.
FİZİKSEL NİCELİK (Kuvvet, Pozisyon, İvme, Birim Deformasyon, Sıcaklık, Basınç, Hız, Seviye, PH…) ELEKTRİKSEL OLARAK ALGILA (SENSÖRLER Voltaj/Akım/Kapasitans/Rezistans) SAYISAL BİR DEĞERE DÖNÜŞTÜR DİJİTAL ORTAMDA KAYDET Yukarıda bahsedilen 4 aşama içinde fiziksel nicelikten sonra gelen 3 ana aşama, Veri Toplamanın olmazsa olmazlarıdır. Ancak bunun dışında, ayrıntılı olarak grafikleme, göstergeler ile gösterme, gerçek zamanlı analizler, kablosuz olarak ya da internet üzerinden veri transferi, kalibrasyon, raporlama günümüzde genelde işin içine girmekte olan diğer önemli aşamalardır. Hemen belirtelim, bu yazının amacı giriş seviyesinde ve orta seviyede bazı kavramları irdelemektir. O nedenle fazla derine girmeden ve bol bol örneklerden yararlanmaya çalışarak devam edeceğiz.

VERİ TOPLAMANIN GEÇMİŞİ – KONVANSİYONEL ÖRNEKLEME

Elektronik ve bilgisayar bağlantılı, otomatik veri toplama sistemleri yaygınlaşmadan önce de testler yapılır, test sonuçları kaydedilirdi. Peki, nasıl yapılırdı? Halen bazı laboratuvarlarda kullanılmakta olan basit bir yöntemle! Test yürütücüsü (genelde test konusunda deneyimli bir akademisyen) testin tüm akışını takip edebileceği bir pozisyon alır. Yine test numunesine çeşitli sensörler bağlıdır ve bunların gözle belli bir hassasiyette okunabilen analog göstergeleri vardır. Test yürütücüsü her analog göstergeli sensörün başına bir araştırma görevlisi ya da test teknisyeni oturtur. Testi başlatır ve kronometresini açar. O test için belirlediği örnekleme sıklığı ne ise, örneğin her 10 saniye de bir yüksek sesle “OKU!” diye bağırır. Bu modern veri toplama sistemlerindeki “READ” ya da “SAMPLE” komutuna karşılık gelir. “OKU” komutunu duyan tüm sensör okuyucuları, sensörlerin analog göstergelerinden gözle okuyabildikleri en iyi hassasiyette o anki değeri okur ve önündeki kâğıda not eder. Test yürütücüsü test numunesinde kritik aşamalar fark ettiğinde ara “OKU!” komutları verir ve herkes not kağıdına ara bir kayıt daha alır. Böylelikle test boyunca her sensör için kâğıtta alt alta yazılmış bir dizi, genelde yüzlerce sensör verisi olur. Deney sonunda herkesin not kâğıtları birleştirilir, bilgisayarda Excel’e aktarılarak ya da kağıt üzerinde çeşitli analizler gerçekleştirilir.


MODERN VERİ TOPLAMA SİSTEMLERİ NASIL ÇALIŞIR / AKIŞ SIRASI NASILDIR? SENSÖR 
Veri toplama uygun sensör ile başlar. Ölçülmek istenen fiziksel büyüklüğü elektronik sinyale dönüştüren bir sensöre ihtiyaç vardır. Örneğin yük hücreleri yük/kuvvet ölçerler. Üzerlerine mekanik olan uygulanan kuvvetle orantılı bir voltaj üretirler. Tabii bunun için bir de elektriksel olarak beslenmeleri gerekmektedir. Hiç elektrikle beslenmeksizin elektriksel sinyal üretebilen pasif sensörler de mevcuttur. Sensörler çok basit şekilde bazı özel metal, alaşım ya da maddelerden üretilebildikleri gibi, bunların arka arkaya eklendiği karmaşık bir düzenekten de oluşabilirler. Yine örnek vermek gerekirse, ısılçiftler (thermocouple) bir ucundan birbirine kaynaklı iki farklı metalin sıcaklık değişimi ile diğer uçlarında oluşan potansiyel farkına dayalı, milivoltlar düzeyinde sinyaller üreten pasif sensörlerdir. Diğer yanda bazı ivmeölçerler, ya da sismometreler bir sarkacın eylemsizliğine dayalı oluşan manyetik alan değişimi ve bu alanın sürekli olarak dengede tutulmasına dayalı karmaşık bir mekanik düzenekten oluşurlar.



Isılçift (Thermocouple)


Sismometre




Örnek Deplasman Sensörü, Ölçüm ve Çıkış Voltajı 
Sensörler elektriksel bir parametreyi değiştirirler ki elektronik sistemler bunu algılayabilsin. Bunları algılamaktan ya da ölçmekten sorumlu elektronik sistemlere de Veri Toplama Sistemi (Data Aqcuisition System / Data Logger) adı verilir.



12 Nisan 2012 Perşembe

DESKTOP SHAKE TABLE FOR EDUCATIONAL PURPOSE

One of the biggest natural disasters, earthquake causes big destruction. Earthquakes are the movement of the earth's crust, which are characterized by three-dimensional vibrations and caused by tectonic movements. So control of earthquakes is impossible and prediction of them is quite difficult. However we can resist to destructive effects of earthquakes. How can we do this?

by “Designing earthquake-resistant structures”
Behavior of buildings under seismic effects is simulated by computers and test environment using several methods. Shake table testing system is one of these methods .Structure model is built on the shake table and shake table is used to simulate movement of earthquake by producing one, two or three axes seismic movements artificially.
We have developed TESTBOX-SHAKETABLE system to be used for these tests. TESTBOX-SHAKETABLE contains a bottom plate, shake table, servo-electric actuator, servo motor driver, motion controller and power supply unit. Servo motor driver, motion controller and power supply were collected inside a small automation panel.

Figure-1: Solid model view and system components of TESTBOX-SHAKE TABLE

General Specifications Of TESTBOX-SHAKE TABLE
Purpose Of Use: For education in “Earthquake Engineering” and “Structural Dynamics Tests”
Construction Materials of Table: Aluminum Block and Plexiglass
Direction of Vibration: One Axis in Horizontal
Work Capacity: 50 kg
Stroke: 150mm
Max Acceleration: ±2g
Drive Mechanism: Servo-Electric Actuator
Drive Unit: AC type brushless Servo Motor
Motor Control:CONTROLBOX- One Axis Motion Controller
Required Power Servo Motor : 750W 220V AC
Motion Controller : 4.5A 24V DC
Closed-Loop Control:Internal Encoder/Linear Scale/Load Cell

Technical Specifications of TESTBOX-SHAKE TABLE
Dimensions Of Plexi Glass (L x W x H): 70 x 60 x 5 cm
Dimensions Of Aluminum Block (L x W x t): 50x50x2 cm
Work Capacity: 50 kg
Weight Of Table: 20 kg
Max Displacement: ±7,5 cm
Max Force(theoretical): 1000 N
Max Velocity: 40 cm/sn
Max Motor Torque: 1 N.m
Servo Motor Power: 750 W
Infinity Screw Shaft: 5 mm/rev

TESTBOX-SHAKETABLE has a servo motor and internal encoder inside, thus it is generally more accurate than other systems through these features. Sinusoidal motions, real earthquake motions and user controlled movements(arbitrary waveforms) are all possible with sensitive PID parameters and they are software configurable.
So, how we are able to simulate a real earthquake motion?
During the earthquake, vibrations are recorded by data acquisition systems using accelerometers or velocity meters. Recorded acceleration data is double integrated in order to get displacement data. As a result, the displacement data is reached from the acceleration data. Displacement data is loaded into the motion controller using the TESTLAB - Shake Table software.

Figure-2: Acceleration-time graph of the real seismic data


If we take the acceleration signal to sinusoidal form;
a(t)=-A sin(2πft)
A : Amplitude of acceleration signal
f : Frequency of acceleration signal
t : Time the unit

Figure-3: Acceleration-time graph


A=F/(m.g)
F : Maximum Actuator Force (N) m : Maximum weight (kg)
g : Acceleration of gravity (m/s²)
V(t)=∫_0^t a(t) dt


Figure-4: Velocity-time graph


V(t)=A/2πf cos(2πft)
X(t)=∫_0^tV(t)dt
X(t)=A/4π²f²sin(2πft)



Figure-5: Displacement-time graph


Maximum displacement: X_max= A/4π²f²→A= X_max.4.π².f²= F/(m.g) X_(max ).f²= F/(4.π².m.g)
As result of these processes displacement data is reached from the acceleration data.

Figure-6: Displacement-frequency chart of TESTBOX-SHAKETABLE

Figure-7: Displacement-time graph of the real seismic data
The following results are obtained from these tests;
- Building Mode Shapes
- Periods of modes occurred
Buildings according to physical structure and stiffness show different oscillations under earthquake effect. Oscillation forms of the buildings are called "dynamic modes".
Dynamic modes appear different time periods and at different energies, but each dynamic mode contributes at the general behavior of the building. This analysis part is out of the scope of this presentation, which will be presented later in this blog by our colleague engineers.

Figure-8: Building dynamic mode shapes


Şaban AKDERE
TDG Hardware R&D Engineer Electric-Electronic and Mechanical Engineer saban@teknikdestekgrubu.com.tr