Namlu iç balistiği ve termo - mekanik analizi
Internal ballistics and thermo - mechanical analysis of a barrel
- Tez No: 423469
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. HALİL IŞIK, YRD. DOÇ. DR. CELAL EVCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Bilim ve Teknoloji, İşletme, Mechanical Engineering, Science and Technology, Business Administration
- Anahtar Kelimeler: ANSYS, Balistik, Silah namluları, Silahlar, Teknoloji yönetimi, Termomekanik, Termomekanik davranış, ANSYS, Ballistics, Gun barrels, Guns, Technology management, Thermomechanical, Thermomechanical behavior
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kara Harp Okulu Komutanlığı
- Enstitü: Savunma Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Teknoloji Yönetimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Namlu içindeki bir merminin hareketi sevk barutunun yanması ve ortaya çıkan yüksek basınç sonucunda elde edilen itme kuvvetiyle sağlanmaktadır. Basıncın büyüklüğü ile orantılı olarak merminin hızı ve namlu içinde oluşan sıcaklık da artmaktadır. Basınç ve sıcaklık değerleri namlu tasarımı için gerekli en önemli iki parametredir. Bu değerlerin ölçülmesi veya hesaplanması hem pahalı hem de oldukça zordur. Bu çalışmada ilgili parametrelerin namluya olan etkilerini incelemek için 7.62mm çapında 3 boyutlu bir namlu tasarlanmış ve ANSYS sonlu elemanlar programı kullanılarak merminin konumuna ve zamana bağlı olarak termo-mekanik analizler yapılmıştır. Birinci bölümde, 3 boyutlu kalın cidarlı bir boruda meydana gelen ısı transferi denklemleri ile mekanik ve termal gerilme denklemleri elde edilmiştir. Ayrıca sevk yakıtının yanmasıyla namlu içerisinde oluşan sıcaklık ve ısı taşınım katsayısı denklemleri teorik olarak hesaplanmıştır. İkinci bölümde, yapılan deneysel çalışmalar anlatılmıştır. Öncelikle atış esnasında namlu içinde oluşan maksimum basınç ve namlu ağzı hız değerleri ölçülmüştür. Daha sonra ise atış esnasında namlu dış sıcaklık değerlerini ölçmek için tek ve seri atışlar yapılmış ve termal kamera ile namlu dış yüzeyi sıcaklık değerleri ölçülmüştür. Üçüncü bölümde, teorik bölümde elde edilen denklemler kullanılarak namlu içerisindeki basınç, sıcaklık ve ısı taşınım katsayısı değerleri hesaplanmıştır. Hesaplanan değerler ANSYS programına veri olarak girilmiş ve namlu boyunca zamana bağlı sıcaklık ve gerilme analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçlarından elde edilen sıcaklık değerleri termal kamera ile ölçülen değerler ile karşılaştırılmıştır. Daha sonra namlu boyunca elde edilen sıcaklık verileri kullanılarak namluda seri 20 atış sonunda oluşan termo-mekanik gerilmeler ANSYS programı ile hesaplanmıştır. ANSYS'de elde edilen termo-mekanik gerilmeler analitik olarak doğrulanmıştır. Dördüncü bölümde ise elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş ve gelecek çalışmalarda neler yapılabileceği hakkında bilgi verilmiştir.
Özet (Çeviri)
The movement of a projectile in a barrel is provided by the driving force obtained from the combustion of the propellant and the arising high pressure. The projectile velocity and the temperature occurring in the barrel also increases proportion ally with the magnitude of the pressure. Pressure and temperature values are the most important two parameters required for the barrel design. The measurement or calculation of these values are both expensive and extremely difficult. In this study, to examine the effects of the corresponding parameters on the barrel, a 3-dimensional barrel 7.62mm in diameter was designed and by using ANSYS finite element program, transient thermo-mechanical analyses depending on the position of the projectile were made. In the first section, mechanical and thermal stress equations and heat transfer equations were obtained for a 3-dimensional thick-walled tube. Besides, the equations for finding the convection coefficient and gas temperature inside the barrel were analyzed theoretically. In the second section, conducted experimental studies were described. Initially, maximum pressure and velocity values were measured in the barrel during shooting. Afterwards, single and series of shooting tests were conducted to measure the outer temperature distribution of the barrel during shooting test and temperature values were determined by thermal imager. In the third section, using the formulas obtained from the theoretical part, pressure, temperature and heat convection coefficient values were calculated. The calculated values were entered as input data into the ANSYS and time pependent temperature and stress analyses in the barrel were performed. Temperature values obtained from analysis results were compared with the values measured by the thermal imager. Afterwards, using the temperature data obtained through the barrel, thermo-mechanical stresses consisting in the barrel after 20 shots in series were calculated with ANSYS. The thermo-mechanical stresses obtained from ANSYS were verified analytically. In the fourth section, obtained results were evaluated and information was given about the future studies that can be done.
Benzer Tezler
- Study of chamber–case ınteractıon effects on case rupture ın 25×137 mm steel cartrıdge cases
25×137 mm çeli̇k kovanlarda atim yataği–kovanetki̇leşi̇mi̇ni̇n kovan kopmasina etki̇si̇ni̇n i̇ncelenmesi̇
ÖNDER SARIKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞURCAN EROĞLU
- Yüksek sıcaklığa ve dinamik iç basınca maruz kompozit destekli boru tasarımı
Design of composite tube under high temperature and dynamic pressure loading
ERCAN DEĞİRMENCİ
Doktora
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. HÜSNÜ DİRİKOLU
- DIN 32CrMoV12-10 çeliğinden üretilen namlu ömrü ve balistik performansının farklı yüzey işlemleri ile geliştirilmesi
Improvement of barrel life and ballistic performance with different surface treatments made of DIN 32CrMoV12-10 steel
HASAN ÇEP
Doktora
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
PROF. DR. AYHAN ÇELİK
- Namlu cidarı boyutlandırılmasına iç balistik davranışın etkisi
The effect of internal ballistic behaviour to the sizing of the barrel wall
ONUR GÜNDÜZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ÖZBAY
- Mermi çekirdek malzeme türünün 5.56 mm mühimmatın balistik özelliklerine etkisinin mühimmat tasarım ve analiz yazılımı ile incelenmesi
Investigation of the effect of bullet core material type on the ballistic properties of 5.56 mm ammunition using ammunition design and analysis software
BÜLENT SOYGÜDER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Savunma ve Savunma TeknolojileriKırıkkale ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AZİZ BARIŞ BAŞYİĞİT