Geri Dön

Mermi-zırh etkileşiminin analizi

Analysis of projectile-armour interaction

PDF İndir

  1. Tez No: 389246
  2. Yazar: HÜSEYİN EKREM DEMİRTAŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. CELALETDİN ERGUN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 117

Özet

İnsanlık tarihi boyunca zırh sistemleri çok önemli bir konuma sahip olmustur. Çünkü devletler yıllarca birbirleriyle mücadele içerisinde olmus ve sürekli silah anlamında kendilerini gelistirmek durumunda kalmıslardır. Silah konusunda yasanan bu gelismelere paralel olarak savunma anlamına gelen zırhlarda gelisim göstermek mecburiyetinde kalmıstır. Đlkel çağlarda zırh malzemesi olarak daha çok çelik ve telden olusan sistemler kullanılırken günümüzde teknolojinin sağlamıs olduğu avantajlarla birlikte zırh sistemlerinde de önemli bir gelisme kaydedilmistir. Bu çalısmada amaç olarak Al2O3/Al2024 malzemelerden olusan kompozit zırhın optimum kalınlığı simülasyon yöntemi kullanılarak belirlenmeye çalısılmıstır. İlk olarak hangi parametlerin kullanılacağı belirlenmistir. Elde edilen parametre sonuçları yorumlanmıs ve sonuçlara göre modellemeye geçilmiştir. İlk olarak parametleri belirlenen parametler analiz programında karsılastırılmıstır. Parametre olarak sınır sartları, ısıl islem durumu, yapıstırıcı etkisi ve katman sayısı gibi faktörlerin sistem üzerindeki etkileri incelenmis, elde edilen sonuçlara göre ikinci asama olan seramik/alüminyum oranı hesaplanmıstır. İlk parametre olan sınır sartları durumu için iki farklı sınır sartı incelenmistir. İlk olarak sistemin üç eksende hareket etmesi engellenmistir. İkinci durumda ise merminin gelis yönünde hareketi engellenip diğer yönlerde hareket etmesine izin verilmistir. Böylece sistemde ön gerilme olusturulduğu düsünülerek bu gerilmelerin etkisi değerlendirilmis ve çalısmadaki sını sartına karar verilmistir. İkinci parametre olarak ısıl islem durumunun zırh sistemine etkisi incelenmistir. Bu çalısmada alüminyum, T3 fazındaki alüminyum malzeme ile T4 fazındaki alüminyum malzeme karsılastırılmıstır. Böylece verilecek yapılacak çalısmada kullanılacak alüminyum malzeme belirlenmistir. Üçüncü parametre olarak ise yapıstırıcı kullanılarak çalısma yapılmıstır. Bu çalısmada üç farklı durum incelenmistir. İlk durum olarak yapıstırıcı kullanılmamıs, ikinci durumda 1 mm kalınlığında yapıstırıcı kullanılmıs ve üçüncü durum olarak 2 mm kalınlığında yapıstırıcı kullanılmıstır. Elde edilen sonuca göre zırhda yapıstırıcı kullanılmalı mı, kullanılacaksa bu kalın mı yoksa ince katmanlı mı olmalı sorusunun cevabı belirlenmistir. Son parametre olarak da aynı kalınlıktaki malzemeyi tek ve katman katman ayırarak katman sayısının zırh üzerinde etkisi incelenmistir. Üç farklı çalısma gerçeklestirilmistir. Tek katmanlı, iki katmanlı ve üç katmanlı olmak üzere üç farklı durum incelenmistir. Bu parametrenin incelenme amacı ise katman sayısının malzeme üzerinde etkisi olup olmadığı anlasılmaya çalısılmıstır. Bu çalısmada steel 4340 çelik malzemeden yapılmıs mermi ile atıslar gerçeklestirilmistir. Mermi için malzeme modeli olarak Johnson-Cook dayanım modeli ve Johnson-Hasar modeli kullanılmıs ve teroik olarak bu modeller açıklanmıstır. Seramik levha malzemesi olarak Al2O3 malzemesi seçilmistir ve bu malzeme içinde Johnson-Holmquist dayanım modeli ve Johnson-Holmquist kırılma modeli modeli kullanılmıs ve teorik olarak bu model açıklanmıstır. Alüminyum malzeme olarak T4 fazına ısıl islem görmüs Alüminyum 2024 malzeme seçilmistir.

Özet (Çeviri)

Fighting and wars between societies throughout human history have occurred many times in history, and it does appear that the various sections of humanity will continue to occur as there are. They heard about the need to defend themselves in these struggles, people and technology, to the extent permitted time have developed a variety of methods. This is the first centuries protection is ok, like the bow and the sword of war against vehicles, while the invention of gunpowder and explosives with the new requirements have emerged that require different protection technologies. For example, at first, as the armor material used in a variety of metals and steel, along with the development of technology today, Al2O3, SiC, B4C composite structures containing hard ceramic layers are widely used. At the moment, the more durable, and lighter armor that makes it possible to produce composite structures, tanks, helicopters, aircraft, warships, such as the production of armor for military vehicles and personnel protection they deem a wide range of applications. This armor structures, the outer parts of the ceramic plate, consists of layers of composite or metal on the inside. Ceramic layers with high hardness and compressive strength, due to erosion and fragmentation of the bullets that hit them and they perform a task in the form of the destruction of ballistic impacts. Therefore, the bullet taken from the first pulse, his head has been destroyed, and a large part of the energy of the initial phase of the projectile after absorbing side of the ceramic plate are blocked through the composite layer. In addition, due to much lower densities much lighter than steel structures forms. However, the major disadvantages of ceramics is that they are fragile, so it can not be used alone. Be supported in a layer of metal or composite. Thus, a very hard and tough outer plate, elastic and shock-absorbing inner layer of a composite structure consisting of a more functional is concerned. The lower layer, the remaining energy of the bullet as well as to support the absorption of the ceramic plate, ceramic plate breakage caused by collision fragments carries out a task as keeping. Bullet / armor interaction will be examined more closely if the bullet end portion of the first stage have been destroyed without penetration of the ceramic plate can be seen. During this process, pressure shock waves caused by the impact is moving towards the back of the ceramic plate. This is caused by stress waves at the back of the plate and the ceramic cone-shaped broken. This cone angle varies depending on the properties of materials and the bullet at the beginning of the bullet due to erosion of the ceramic plate and ceramic particles of jamming coup against the tip of the bullet shows in real-time rigid behavior and excessive plastic deformation reveals the failure. In the second stage, the bullet enters the cone-shaped armor progression of the broken pieces of ceramic parts, leads to the spread sideways. Meanwhile armor begins to be deformed elastically. In the third stage, the seramic has been fully broken and bullet has been contacted with aluminum supporter block. The aim of this block is support to seramic. When bullet contact with seramic, ceramic begin the broken and the same time bending to backside. This block challenge to bending moment. Mechanical properties of block should be strong. The last stage, bullet penetrate through armor system if bullet energy higher then aluminum damping properties. Chosen backing plate material is ductile material. Since it is not broken and it is act spring. The aim of this thesis has been investigated to optimum armour thickness which is composed of Al2O3/seramic material using simulation aspect. Firstly, used parameters have been defined. According to parameters results, armour model has been created. Firstly, specified parameters have been compared AUTODYNA programme. Specified parameters are boundry conditions, heat treatment affect, adhesive thickness affect and layers number ( in this parameter, thickness has not been changed, only material has been divided two and three layers, recpectively). In this stage, effect of parameters have been invastigated on the armour system. Secondly, according to parameters results, armour model has been created and optimum Al2O3/seramic thickness has been attained. Parameter which chosen firstly is boundary conditions. In this stage, two boundary conditions have been chosen. First condition, movement of armor system has been restricted to three axis. Second condition, only one direction movement has been restricted and other two directions have been moved freely. The main goal of this parameter, on the armor has been created to pre-stress. Pre-stress affect has been investigated. As a result of analysis, boundary condition has been chosen. As second parameter, heat treatment condition has been chosen and affect of heat treatment condition has been investigated. Two different heat treatment condition which is T3 phase and T4 phase aluminum plate has been preferred. Aim of this parameter investigate to answer of question of how does affect strength of support plate. After analysis results, backing plate material condition has been decided. The another parameter is adhesive thickness. In this stage, three different conditions have been defined. First step no adhesive was used, second step 1 mm thickness ashesive was used and the last step 2 mm thickness adhesive was used. The aim of chosen this parameter, to determine whether or not adhesive is required or if required, should it thick or thin. The last prameter to chosen, layers status. In this and last stage three different layers effect has been investigated. Backing plate thickness has not been changed. But backing plate has been diveded two and three layer, respectively. Three different which is composed of one layer, two layers and three layers model has been cretaed. Analysis results has been compared and according to result backing plate layer has been determined. Designated bullet diameter is 6.17 mm, length is 27,4 mm. Bullet material has been chosen hard core steel in AUTODYNA library. The 7.62 mm APM2 Bullet compose of brass jacket, an end cap, lead filler, and hard steel core. Because the brass jacket and lead filler had a relatively small effect on the perforation process, jacket and filler was ignored and only hard steel core designated. For bullet, Johnson-Cook strength model and Johnson-Cook damage model has been used. Models have been clarified as therotical. Bullet has been designated to quarter model at ANSYS Workbench programme. For front material, Al2O3 seramic material has been chosen. Because this material both has a lower density and cheap and find easily. For parameter conditions seramic thickness has not been changed; however, to find optimum thickness ratio thichness has been varied 9 to 12 mm thickness. For Al2O3 seramic front plate Johnson- Holmquist strength model and Johnson-Holmquist failure model has been used. Models have been clarified as therotical. Seramic plate has been designated as quarter model at AUTODYNA programme. Material has been chosen AUTODYNA library. Chosen last material is aluminum. Aluminum 2024-T4 phases has been used for backing plate. Aluminum material has been heat treated up to T4 phase. Al2024-T4 material has been designated as quarter model at AUTODYNA programme. Material has been chosen AUTODYNA library.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    603571

    Ön yüzündeki her seramiği karbon-fiber kompozitle sarılmış çelik zırhların balistik davranışlarının incelenmesi

    Investigation of the ballistic behavior of steel armors with each ceramic wrapped carbon-fiber composite on the front

    ALEMDAR ONGUN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiKırıkkale Üniversitesi

    Makine Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ KALAYCIOĞLU

  2. Tez No

    798031

    Boşluklu bir zırhın balistik performansının incelenmesi

    Investigation of ballistic performance of a armour as hollow

    AYŞEGÜL SENCU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Makine MühendisliğiManisa Celal Bayar Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SAİM KURAL

  3. Tez No

    803600

    Parçacık benzetimli mermi tehdidine uygun zırh yapısının sonlu elemanlar yöntemi ile analizi

    Finite element analysis of armor structure suitable for fragment simulated projectile threat

    MUSTAFA ESAT KÖSE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Savunma ve Savunma TeknolojileriYıldız Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖZGÜR DEMİR

  4. Tez No

    216721

    Metal ve katmanlı zırh malzemelerin 7,62 mm'lik zırh delici meriler karşısında balistik başarımının incelenmesi

    Investigation on the ballistic performance of metallic and laminated composite materials against 7.62 mm armour piercing projectiles

    TEYFİK DEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA ÜBEYLİ

  5. Tez No

    245530

    Çift fazlı bir çeliğin 7,62 mm'lik zırh delici mermi karşısında balistik davranışının incelenmesi

    Investigation on the ballistic behavior of a dual phase steel against 7,62 mm armor piercing projectile

    HÜSEYİN DENİZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA ÜBEYLİ

    DOÇ. DR. ÖMER KELEŞ

Geri Dön