Silah namlularının laboratuvar ortamında aşınma karakterizasyonu için deney cihazı ve yöntemi geliştirilmesi
Development of an experimental setup and methodology for laboratory-based wear characterization of firearm barrels
- Tez No: 1022591
- Danışmanlar: PROF. DR. VOLKAN KOVAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Silah namlularının kullanım ömrünü sınırlayan en kritik faktör, atış esnasında maruz kalınan termal, kimyasal ve mekanik etkilerin yol açtığı karmaşık aşınma sürecidir. Gerçek atış testleri binlerce mühimmat gerektirmekte, aşınma mekanizmasının anlık izlenmesine olanak tanımamaktadır. Bu tez çalışması, çapraz silindir prensibi üzerine inşa edilen özgün bir dinamik namlu aşınma simülasyon cihazı geliştirmiş; temas yükü, kayma hızı ve ısıl döngü parametrelerini bağımsız olarak kontrol ederek namlu-mermi tribolojik etkileşimini laboratuvar ortamında temsil edecek şekilde modellenmiştir. AISI 4140 namlu çeliği ve 5,56×45 mm NATO mühimmatıyla 200, 400 ve 600 atımlık kademeli saha testleri referans alınmış; 54 adetlik tam faktöriyel deney matrisiyle 139 °C ile 457 °C arasında geniş bir termal pencere taranmıştır. Sıcaklık profillerinin saha değerlerinden en fazla %3,8 sapması, yaklaşık 360 °C kritik sırlanma eşiğinin her iki ortamda örtüşmesi ve bağımsız sayısal termal modelin saha ile laboratuvar verilerini eş zamanlı izlemesi olmak üzere üç bağımsız doğrulama yaklaşımıyla %90 üzerinde saha-laboratuvar uyumunu işaret eden güçlü bir eşdeğerlik elde edilmiştir. SEM/EDS yüzey analizleri tribolojik rejim dönüşümünü, Mikro sertlik ölçümleri ısıl yumuşamayı malzeme düzeyinde belgelemiştir. Geliştirilen termo-mekanik dinamik aşınma modeli mekanik bileşenin katkısını %9-18 olarak belirlemiş; R²=0,9972 uyum düzeyine ulaşan hibrit aşınma modeli ise rodaj ve kararlı aşınma evrelerini bütünleşik olarak tanımlamıştır. Bu çalışma, yeni nesil namlu malzemeleri ve kaplama teknolojilerinin atış yapmaksızın değerlendirilebileceği güvenilir bir platform sunarak savunma sanayii Ar-Ge süreçlerine laboratuvar ortamında güvenilir tekrarlanabilir bir aşınma değerlendirme yaklaşımı sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The most critical factor limiting gun barrel service life is the complex wear process arising from concurrent thermal, chemical, and mechanical loading during firing. Live firing tests require thousands of rounds and preclude real-time observation of wear development. This thesis developed an original dynamic barrel wear simulation device based on the cross-cylinder principle, reproducing barrel–projectile tribological interaction under independent control of contact load, sliding speed, and thermal cycling parameters to represent real barrel–projectile contact in a laboratory environment. Using AISI 4140 barrel steel and 5.56×45 mm NATO ammunition, 200, 400, and 600 round staged field tests served as reference; a 54 run full-factorial design covered a thermal window of 139–457 °C. Strong laboratory–field equivalence exceeding 90% agreement was established through three independent validation approaches: temperature profile deviation within ±3.8% of field values, coincidence of the 359.46 °C critical glazing threshold in both environments, and simultaneous reproduction of field and laboratory data by an independent numerical thermal model. SEM/EDS surface analyses documented tribological regime transitions, while microhardness measurements confirmed thermal softening at the material level. The thermo-mechanically coupled dynamic wear model quantified the mechanical contribution to barrel wear at 9–18%; the hybrid wear model, achieving R²=0.9972, captured running-in and steady-state wear stages within a unified formulation. This work delivers a reliable platform for evaluating next-generation barrel materials and coating technologies without live firing, offering a reliable and repeatable laboratory-based wear assessment approach for defense industry R&D processes.
Benzer Tezler
- Bir ağır silah namlusunun sonlu elemanlar yöntemi ile elastik-plastik gerilme analizi
Elastic-plastic stress analysis of a heavy weapon barrel with using finite element method
DENİZ ÖZTÖRÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ÖZBAY
- Ağır silah namlularında otofretaj işlemlerinin incelenmesi
Investigation of autofrettage processes in heavy gun barrels
DOĞAN BARAN
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAHYA DOĞU
- Mermi çekirdeklerinin balistik incelemesi ile ateşli silah markasının belirlenmesi
Başlık çevirisi yok
EYÜP BULDUKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Adli Tıpİstanbul ÜniversitesiSosyal Bilimler Ana Bilim Dalı
PROF.DR. FATİH YAVUZ
- Imaging of metal surfaces using confocal laser scanning microscopy
Metal yüzeylerin eş-odaklı lazer taramalı mikroskop sistemi ile görüntülenmesi
BİLGE CAN YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Bölümü
YRD. DOÇ. DR. HAKAN ALTAN
- Ağır silah namlularında zorlanmış konveksiyon ile soğutmanın sayısal incelenmesi
Numerical analysis of forced convection cooling for heavy weapon barrels
MURAT AKBULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENOL BAŞKAYA