Bu çalışmada çatlaklı, çelik ve kompozit olmak üzere iki farklı malzemeden yapılmış olan dairesel eğri kirişlerin düzlem içi titreşimleri ANSYS’de sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak hesaplanmıştır. İncelenen kiriş, Rayleigh-Ritz kirişi olarak ele alınıp kiriş üzerinde farklı konum ve derinlikteki çatlakların doğal frekanslarındaki değişim değerlendirilmiştir. Çalışma sırasında kiriş, konsol (Ank-Ser) ve iki ucu sabit (Ank-Ank) mesnetli bağlantı şekilleri ile tutturulmuştur. Farklı konumlarda ki çatlak ve çatlakların değişen derinliklerinde ilk üç moddaki doğal frekans değerlerinin beklendiği gibi değiştiği gözlemlenmiştir.

Bu çalışmada, Bombyx mori ipek böceği kozasından elde edilen ipek serisini kullanılarak serisin kaplı altın nanoparçacıklar (S-AuNP) sentezlenmiştir. Çözeltideki altın tuzu miktarı (10 mL, 1 mM) sabit tutularak buna farklı derişimlerde (%0,25, 0,5 ve 1) ve pH değerlerinde (8 ve 12) hazırlanmış 10 mL’lik serisin çözeltilerinden eklenerek deney grupları oluşturulmuştur (S-AuNP0,25, S-AuNP0,5, S-AuNP1). Bütün S-AuNP gruplarındaki kırmızı renk değişimi ve 520-530 nm dalga boylarında gözlemlenen belirgin yüzey plazmon rezonans (SPR) tepeleri nanoparçacık sentezlendiğinin göstergesidir. Ancak, bu kırmızı renk değişimi ve tepe noktaları pH 12’de belirgin değildir. FTIR analizine göre, serisinde bulunan N-H, O-H ve C=O fonksiyonel gruplarının indirgeme reaksiyonunda görev aldıkları düşünülmektedir. TEM görüntülerinde, artan serisin derişimiyle ortalama parçacık boyutu ve boyut dağılımı büyümüştür. Serisin nanoparçacıkların yüzey yükünü negatif yapmıştır ve S-AuNP0,5 ve S-AuNP1 gruplarının negatif zeta potansiyelinin artması suda S-AuNP0,25 grubuna göre daha kararlı olduklarını göstermektedir. Bu bulgu, tuzda kararlılık deneyleriyle de teyit edilmiştir. S-AuNP0,25, 1 günlük inkübasyon periyodu sonucunda sıvıdaki kararlılığını yitirmiş ancak diğer gruplar 7 gün boyunca kararlı kalmıştır. Bütün sonuçlar değerlendirildiğinde, en uygun grubun S-AuNP0,5 olduğu kabul edilmiştir. Bu şekilde üretilen nanoparçacıkların biyomedikal sektöründe nanoboyutta ilaç taşıyıcı sistemler olma vb gibi potansiyel uygulama alanları olabilir.

Cellular polypropylene (PP) has been recently used in energy harvesting applications. In this work, we investigate its viability and long-term stability under various operating conditions. Specifically, the effect of constant stress and stress cycling on output power and long-term stability of ferroelectret energy harvesters is analyzed. Our findings show that after 112 days constant stress significantly increases the piezoelectric charge constant $d_{33}$ and output power from 0.51 μW for a stress-free harvester to 2.71 μW. It also increases the harvester center frequency from 450 to 700 Hz and decreases its optimal resistance from 7 to 5.5 M $\mathsf{\Omega }$ .

The state of a structure’s health can be determined by investigating its vibration characteristics. Vibration-based structural health monitoring (SHM) enables early detection and diagnosis of damage as well as extension of service life. Herein, linear and nonlinear tracking metrics are proposed to track deterioration in the condition of multistory structures and assess their instantaneous health in real-time via measurement of floor accelerations. The linear metrics, the amplitude damage index ${\mathrm{ADI}}^n(\overline{t})$ and the frequency damage index ${\mathrm{FDI}}^n(\overline{t})$ , are based on tracking the power spectra of floor accelerations. The nonlinear metric $e(\overline{t})$ is based on a novel implementation of the phase-space warping method and obtained from the orbits representing the floors’ motions in pseudo phase-space. A scaled-down model of a four-floor moment-resisting frame building is designed and fabricated to demonstrate and to compare the capabilities of the three damage indices. Structural damage is introduced to individual columns, to mimic damage initiation, by cutting two notches on opposite sides of a column cross-section at midheight. The ${\mathrm{ADI}}^n(\overline{t})$ detected large damage events, fast deterioration beyond them, and the onset of failure using any of the four floor accelerations. The ${\mathrm{FDI}}^n(\overline{t})$ proved insensitive to damage compared with the other two metrics. The nonlinear metric $e(\overline{t})$ detected gradual (fatigue-induced) deterioration in the building’s health before introduction of damage, large damage events, fast deterioration beyond them, and the onset of failure, using any of the four floor accelerations. The $e(\overline{t})$ metric varied slowly and continuously with gradual deterioration and exhibited larger discontinuous jumps with discrete damage events. This was true for all three damage experiments undertaken on the model building. The nonlinear $e(\overline{t})$ metric was also found to be more efficient, in terms of signal utilization, in comparison with the linear ${\mathrm{ADI}}^n(\overline{t})$ metric.

Enhancing the output power of triboelectric nanogenerators (TENGs) requires the creation of micro or nano-features on polymeric triboelectric surfaces to increase the TENGs’ effective contact area and, therefore, output power. We deploy a novel bench-top fabrication method called dynamic Scanning Probe Lithography (d-SPL) to fabricate massive arrays of uniform 1 cm long and 2.5 µm wide nano-features comprising a 600 nm deep groove (NG) and a 600 nm high triangular prism (NTP). The method creates both features simultaneously in the polymeric surface, thereby doubling the structured surface area. Six thousand pairs of NGs and NTPs were patterned on a $6\times 5$ cm${}^2$ PMMA substrate. It was then used as a mold to structure the surface of a 200 µm thick Polydimethylsiloxane (PDMS) layer. We show that the output power of the nano-structured TENG is significantly more than that of a TENG using flat PDMS films, at 12.2 mW compared to 2.2 mW, under the same operating conditions (a base acceleration amplitude of 0.8 g).