Geri Dön

The investigation of blast response of sandwich panels with bio-inspired cores

Doğadan ilham alınan bir çekirdek malzeme ihtiva eden sandviç panellerin patlama karşısındaki davranışının incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 482427
  2. Yazar: FIRAT TÜZGEL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALPER TAŞDEMİRCİ, PROF. DR. MUSTAFA GÜDEN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 117

Özet

Bu tezde, patlama yüküne karşı koruma potansiyeline sahip biyo-benzetim çekirdekli sandviç yapıların patlama karşısındaki davranışı ayrıntılı olarak incelenmiştir. Önerilen geometri, balanus, derin çekme yöntemi kullanılarak ayrı olarak imal edilen bir dış kabuk ve iç çekirdekten oluşmaktadır. Patlama olgusunun detaylı olarak araştırılmasından sonra, yaygın olarak kullanılan patlama modelleme yöntemleri, salt Lagrangian metodu, Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) metodu ve birleşik (diğer iki yaklaşımı birleştiren) yaklaşım, ayırt edici özellikleri ve dezavantajları ortaya koyarak karşılaştırmalı olarak incelendi. Sandviç yapının yüzey tabakası kullanılarak patlama simülasyon yöntemlerinin performansını pratikte göstermek ve modellerle ilgili gerekli parametreleri ayarlamak için kalibrasyon çalışması gerçekleştirildi. Bu çalışmada, sonuçlar arasında oldukça iyi bir yakınlık elde edildi. Kalibrasyon çalışmasındaki hava ve plakanın çözüm ağı yoğunluğunun belirlenmesi için özellikle ALE yaklaşımında zorunlu olan yakınsama analizi, Grid Convergence Index (GCI), uygulandı. Üzerinde çalışılan patlama simülasyon metotları arasında salt Lagrangian yaklaşımının konservatif yaklaşım olduğu bulundu. Ardından, tam sandviç ve sandviç yapıların yüzey levhalarının dinamik performanslarını ortaya çıkarmak için ayrı olarak Doğrudan Basınç Dalgası (DBD) deneyleri yürütüldü. Yapıların deformasyon seviyeleri göz önüne alınarak her DBD deneyine karşılık gelen eşdeğer patlama koşulu bulundu. Böylece, laboratuvar ölçekli deney olarak DBD, patlama tipi yüklemeye etkili bir şekilde benzediği ortaya çıkarıldı. Büyük ölçekli sandviç yapılar oluşturularak, patlama yüküne tabi tutulan geometrilerin ısıl işlem ve sandviç yapı içinde ki yerleşimlerinin etkileri de incelendi. Son olarak, balan çekirdekli sandviç yapının, düşük ölçekli mesafelerde dahi iyi bir patlama yükü hafifletme performansı gösterdiği ve savunma sanayinin ihtiyacını karşılayabileceği açığa çıkarıldı.

Özet (Çeviri)

In this thesis, blast response of sandwich structures with bio-inspired cores having applicable potential for protection against blast loading, balanus, were investigated in detail. The proposed geometry consists of outer shell and inner core which separately manufactured using deep-drawing method. Commonly used blast simulation methods which are pure Lagrangian, Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE), and hybrid (coupled other two approaches) approaches were comparatively investigated as finding their main outstanding features and drawbacks after investigation of blast phenomenon. Calibration study with facesheet of sandwich structure was conducted to demonstrate practically performance of blast simulation methods and tune essential parameters. Well proximity between results was obtained in calibration study. Converge analysis which is especially mandatory in ALE approach was also implemented employing Grid Converge Index (GCI) for selection of mesh density of air and plate in calibration study. Pure Lagrangian approach is conservative approach among the studied blast simulation methods was shown. Direct Pressure Pulse (DPP) experiments were separately conducted for facesheets of sandwich and complete sandwich structures to reveal dynamic performance of them. Equivalent blast loading conditions corresponding to each DPP experiment were found as considering deformation levels of the structures. Therefore, DPP experiment as lab-scale experiment effectively mimicked blast-type loading was revealed. Effect of heat treatment and placement of proposed geometries subjected to blast loading were also examined creating large scaled sandwich structures. Finally, it was demonstrated sandwich structure with balanus cores revealed good blast mitigation performance even at low-scaled distance and would be able to satisfied requirement of defence industry.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    863735

    Performance of laminated glass subjected to blast and impact loading

    Patlama ve darbe yüklemesine maruz kalan lamine camın yapısal performansı

    MOHELDEEN HEJAZI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ SARI

  2. Tez No

    635490

    Numerical and experimental investigation on the crushing behaviour of auxetic lattice cells produced with additive manufacturing techniques

    Eklemeli imalat teknikleri ile üretilmiş ökzetik kafes yapıların ezilme davranışlarının nümerik ve deneysel olarak incelenmesi

    KADİR GÜNAYDIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ANTONIO MATTIA GRANDE

  3. Tez No

    68880

    Katmanlı kompozit panellerin anlık basınç yüküne dinamik cevabı

    Dynamic response of laminated composite panels subjected to blast loading

    HALİT S. TÜRKMEN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1997

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU

  4. Tez No

    753008

    Anlık basınç yükü altındaki silindirik kompozit levhanın dinamik davranışının genelleştirilmiş diferansiyel kuadratür yöntemiyle incelenmesi

    Investigation of dynamic behavior of cylindrical composite shell subjected to blast load by generalized differential quadrature method

    VLADISLAV RAYEVSKIY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Gemi MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR DEMİR

    DR. MUSTAFA TAŞKIN

  5. Tez No

    90801

    Investigation of the blasting parameters on blasting efficiency through monitoring of model scale blast tests

    Model ölçekli patlatma deneylerinin izlenmesi yoluyla patlatma parametrelerinin patlatma verimine etkilerinin incelenmesi

    MUHARREM KILIÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HASAN AYDIN BİLGİN

Geri Dön