Geri Dön

Finite element modelling and analysis of recoil springs in automatic weapons

Sonlu elemanlar methodu ile otomatik silahlarda kullanılan icra yayının modellenmesi ve analizi

  1. Tez No: 341007
  2. Yazar: HAKAN ZALOĞLU
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. GÖKHAN OSMAN ÖZGEN, YRD. DOÇ. DR. ENDER CİĞEROĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    Türkçe

    2011

    Makine MühendisliğiKırıkkale Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HAKAN ARSLAN

  2. 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

    İngilizce

    2022

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN

    PROF. DR. ALTAN KAYRAN

  3. Dikdörtgen çelik tahıl silolarının sonlu elemanlar analizi

    Finite element analysis of rectangular steel grain silos

    ABDULLAH SAFA ACAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    İnşaat MühendisliğiNecmettin Erbakan Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ YUNUS DERE

  4. Aero-structural design and analysis of a joined-wing kit

    Birleşik kanat kitinin aerodinamik-yapısal tasarım ve analizi

    BERKAN ALANBAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN

  5. 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

    İngilizce

    2014

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ADİL YÜCEL