Bilgisayar destekli yüksek hızlarda çarpma analizi
Use of CAD/CAE systems for impact and penetration analysis
- Tez No: 152870
- Danışmanlar: UZMAN ABDULLAH MİMAROĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 210
Özet
ÖZET Anahtar Kelimeler : CAD, CAE, Çarpma, Balistik Penetrasyon. Günümüzde silah sistemlerinin gelişmesiyle, savunma sanayindeki gelişmeler de artmıştır. Gelişmelere bağlı olarak zırh yapılan da gelişmektedir. Ancak zırh yapıların dayanımı, dışarıdan gelen tehditlere bağlı olarak değişiklikler göstermektedir. Değişik özelliklerdeki mermilerin, farklı hızlarda hedefe çarpması durumunda oluşan penetrasyon durumu farklı olmaktadır. Ancak literatür taraması sonucunda bu durumlar çok açık değildir. Prosesi detaylı olarak incelemek için deneysel çalışma tek başına yeterli değildir ve detaylı inceleme yapabilmek için bilgisayar destekli analiz gerekmektedir. Yapılan çalışma deneysel çalışmanın yanı sıra ağırlıklı olarak bilgisayar destekli analiz uygulamasıdır. Çalışmada“Bilgisayar Destekli Yüksek Hızlarda Çarpma Analizi”başlıklı konu üzerinde detaylı araştırmalar yapılmıştır. Çalışmada ağırlıklı olarak çarpma konusu ve çarpma sırasında etkili olan parametrelerin hedef üzerinde oluşturdukları deformasyon etkileri incelenmiştir. Mermi hedef etkileşimi çerçevesinde, hedef üzerinde oluşan deformasyonu etkileyen parametrelerden, mermi hızı, mermi profili, merminin hedefe çarpma açısı, hedef plakasının kalınlığı ve hedef plakasının kombinasyonu detaylı bir şekilde deneysel olarak ve SE yöntemiyle incelenmiştir. Merminin hedefe çarpma hızları 800, 1000 ve 1500m/s olarak alınmıştır. Çalışmada, deneysel çalışmada kullanılan mermi profili, dikdörtgen, silindirik ve konik (silindirik ucu sivriltilmiş) olmak üzere dört farklı profilde mermi modeli kullanılmıştır. Merminin hedefe çarpma açısının, hedef üzerinde oluşan penetrasyonu nasıl etkilediğini tespit etmek amacıyla, 0, 15 ve 30 derece çarpma açılarında analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışmada kullanılan hedef plakaları öncelikle 10, 15 ve 20mm kalınlıklarında modellenerek analize tabi tutulmuş, daha sonra çelik, titanyum, kauçuk ve arada boşluk gibi farklı hedef malzemeleri ile laminant kompozit bir yapı oluşturularak analizler genişletilmiştir. Çalışma sonucunda, mermi hızının hedef üzerinde oluşan deformasyonu etkileyen en önemli parametrelerden olduğu tespit edilmiştir. Mermi hızının değişimine bağlı olarak hedef üzerinde oluşan deformasyon, orantılı bir şekilde değişmektedir. Ayrıca merminin hedefe çarpma açısının dik çarpma konumundan uzaklaşmasıyla hedef üzerinde oluşan deformasyon azalmaktadır. Bunların yanı sıra, farklı hedef kombinasyonları için yapılan analizler sonucunda arada hava boşluğunun olduğu kombinasyon en verimli sonucu vermiş ve hedef üzerinde oluşan hasan azaltacak yönde etkileri tespit edilmiştir. Genel olarak çalışma sonucunda CAD/CAE sisteminin katkısı ve verimliliği ortaya konmuştur. Bu sistem ile en az külfet ve en kısa zamanda optimum sonuçlara ulaşmanın mümkün olduğu görülmüştür. xvıı
Özet (Çeviri)
USE OF CAD/CAE SYSTEMS FOR IMPACT AND PENETRATION ANALYSIS SUMMARY Keywords : CAD/CAE, Impact, Ballistic Penetration Recently, the advances in weapon systems demanded rapid developments in defence industry. Therefore the development in impactor technology forced to development in the structure of armour and armour technology. Furthermore, the advances in impactor technology and design resulted into complexity in penetration systems through the targets. Impact and high impact related problems have been a considerable research topic for long time. A substantial effort has been invested in order to physically understand and mathematically describe the phenomena-taking place during ballistic penetration of impactor into targets. Having said that the mathematical solution is very complex and a modelling route is more favourable. The interaction between a projectile and a target involves energy transfer, large strain, large deformation, and complex process of the material failure. The material failure of targets, or the perforation mechanism, mainly depends on following factors: the striking velocity, material properties of targets, and the geometric aspects such as impactor nose shape as well as the ratio of impactor diameter to target thickness. So far, most progress has been made during experimental investigations of the normal perforation of metal plates. However, due to the high cost and the complexity of the problem a general solution techniques were investigated and used. On the other hand a number of analytical models have been proposed over the years but the complexity of many impact problems often limits the general use of closed- form analytical solutions. Therefore, numerical solutions attempt to solve this class of cases. Past work and research in the field mainly are concentrated on limited experimentally work and there is a need for more analytical studies to investigate the penetration process in detail with minimum cost. Hence finite element technique has been adopted as a general numerical tool in most communications. In this study Ls-Dyna FE Code was employed to investigate the penetration of impactor through steel armour. The study was carried out through two routes, experimental and analytical. Experimental work was carried out for 10, 15, 20 mm thickness targets with impactor striking velocities of 800, 1000, 1500m/sec and with conic, cylindrical and square impactor ends. Through the analytical route the system was modelled and analysed. Furthermore laminate target systems was also modelled and analysed. Laminate combinations were steel-steel-steel, steel-titanium-steel, steel-rubber-steel and steel-air gap-steel. The analytical results were obtained and compared with the experimental result. The result showed good correlation between experimental and FE results. It was concluded that the optimum results were obtained in using steel-air gap-steel laminate target. Finally it is also concluded the advantage of CAD/CAE systems to obtain optimum solutions with minimum costs. xvin
Benzer Tezler
- Structural design and analysis of an impact resistant auxetic metamaterial
Darbe dayanım özellikli auxetic metamalzemenin yapısal tasarımı ve analizi
SERCAN GÖK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Ship populsion bearings computer aided calculation and operation program for propulsion bearings
Gemi tahrik yatakları ve gemi tahrik yataklarını bilgisayar yardımıyla hesaplama ve işletme programı
LEVENT BALKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN KEMAL SAĞ
- Energy-efficient hardware design of artificial neural networks for mobile platforms
Çok düşük eneri tüketen taşınabilir kullanıma uygun yapay sinir ağlarının donanım gerçeklemeleri
MAHMUT BURAK KARADENİZ
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ALTUN
- Yol taşıtları ön süspansiyon sistemlerinin bilgisayar destekli analizi ve optimizasyonu
Computer aided analysis and optimization of road vehicle front suspension
ALİ BOYALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiOtomotiv Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT GÜVENÇ
- Development of 3D food printer and use of mushrooms in 3D food printer within the scope of new plant-based food production
3D gıda yazıcısı geliştirme ve mantarların bitkisel bazlı yeni ürün geliştirme çalışmaları kapsamında 3D yazıcıda kullanımı
EVREN DEMİRCAN
Doktora
İngilizce
2023
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK