Finite element modelling and analysis of recoil springs in automatic weapons
Sonlu elemanlar methodu ile otomatik silahlarda kullanılan icra yayının modellenmesi ve analizi
- Tez No: 341007
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. GÖKHAN OSMAN ÖZGEN, YRD. DOÇ. DR. ENDER CİĞEROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Bu çalışmada, tam otomatik silahlarda kullanılan icra yayının atış döngüsünde gösterdiği mekanik özelliklerinin anlaşılabilmesi için, sonlu elemanlar temelli analiz metodolojisi geliştirilmiştir. Modellerin tümü LS DYNA programında oluşturulmuştur. Yayın atım döngüsü esnasındaki ileri geri hareketi sırasında görülen lineer olmayan kuvvet deplasman ilişkisi ve yay üzerinde oluşan dinamik gerilimler gibi sonuçlara ulaşılmıştır. Sonlu elemanlar modelleme yaklaşımını doğrulamak için ve parametrelerin doğruluğunu anlayabilmek için, deneysel çalışma yapılmıştır. Belirli durumlar için analizde uygulanan koşullar, labratuvar ortamında uygulanmış ve deneysel sonuçlar, analiz sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Tam otomatik silahlarda kullanılan icra yayı, şarjörden dolu merminin alınmasından ve namluya sürülmesinden sorumludur. Merminin patlamasından sonra ortaya çıkan kuvvet, tüm kurma mekanizmasını geriye doğru hareket ettirir ve böylece atım döngüsü tekrar başa döner. Bu yay sayesinde silah, atış yapabilme kabiliyetini sürdürür. Yay tasarımı yapılırken, oluşacak gerilimlerin akma mukavemetinden düşük olmasına dikkat edilmelidir. Silah tasarımcısı için önemli olan, yayın deplasman-kuvvet karakteristiği ve oluşacak gerilimlerdir. Deplasman-kuvvet ilişkisi, silahın atım sayısını belirleyen önemli bir faktördür. Buna ek olarak, icra yayı ince uzun bir yapıda olup, burkulma hareketine müsait bir yapıdadır. Her ne kadar, tasarımlarda yayı kılavuzlayan bir çubuk kullanılsa da yayın burkulma hareketi engellenemez. Bu hareket de sisteme geometrik lineer olmayan bir özellik kazandırır. Bu durumda yay sabiti artık basit bir sabit olmaktan çıkar ve deformasyona göre değişen bir fonksiyon özelliği kazanır. Silah tasarımcıları yay hesaplarını yaparken, geometrik lineer olmayan durumun da incelendiği ve hem gerilim hem yay karakteristiğini bulduran bir araca ihtiyaç duyarlar. Bu çalışma, silah tasarımcısına sonlu elemanlar modelleme yaklaşımı ile kullanılabilecek bir metodoloji sunar.
Özet (Çeviri)
As a tool for weapon designers, a finite element based analysis methodology is developed for estimating the mechanical behavior of the recoil spring during a firing cycle. All models are developed in LS-DYNA to be used in analysis to estimate the nonlinear force deflection characteristics and dynamic stress in the spring during a representative firing cycle. An experimental study is also performed to validate the finite element based analysis methodology. Modeling, analysis approach and modeling parameters and their effects on the accuracy of force-deflection characteristics and stress responses are obtained from finite element based methodology. Moreover, those effects are investigated via various simulated scenarios and comparisons are made between the results of analysis and actual experiments replicating some of the analysis performed. Weapon designers should be able to estimate the spring parameters carefully in order to simulate the gun dynamics during the design phase. In addition, stress levels in the spring during the firing cycle should remain below the yield stress of the material. The designer sets the stiffness of the recoil spring by considering the rounds fired in unit time and also the desired recoil characteristics of the weapon to be designed. The recoil spring in a rifle is a long slender component, which is susceptible to buckling. Buckling behavior causes geometric nonlinearity in its deflection response. Therefore, the stiffness of the spring is really not a constant value, rather it is a relation that should be modeled as a function of deformation.
Benzer Tezler
- Tetik mekanizmasına gelen dinamik kuvvetlerin sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
Analysing of dynamic forces that effect trigger mechanism by using finete element method
AYHAN ABAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAKAN ARSLAN
- Nonlinear aeroservoelastic modelling and analysis of aircraft with control surface freeplay
Boşta hareket davranışı içeren kontrol yüzeylerine sahip uçağın doğrusal olmayan aeroservoelastik modellenmesi ve analizi
UTKU YURTSEVER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN
PROF. DR. ALTAN KAYRAN
- Dikdörtgen çelik tahıl silolarının sonlu elemanlar analizi
Finite element analysis of rectangular steel grain silos
ABDULLAH SAFA ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiNecmettin Erbakan Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YUNUS DERE
- Aero-structural design and analysis of a joined-wing kit
Birleşik kanat kitinin aerodinamik-yapısal tasarım ve analizi
BERKAN ALANBAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN
- Theoretical and experimental vibration analysis of steering wheel of a heavy commecial vehicle
Bir ağır ticari vasitada direksiyon titreşiminin teorik ve deneysel i̇ncelemesi
BEGÜM DEREBAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ADİL YÜCEL