Ballistic impact behaviour of thick and thin composites
Kalın ve ince kompozitlerin balistik darbe davranışı
- Tez No: 484381
- Danışmanlar: PROF. DR. RECEP GÜNEŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Kompozit malzeme kullanımı, daha az ağırlık, daha fazla direnç ve daha iyi taşıma yorulması sağlaması nedeniyle özellikle otomotiv, havacılık, denizcilik, askeri uygulamar, nakliye endüstrisi, uzay uygulamaları, vücut zırhı, zırhlı araçlar ve gerekli ekipmanlar gibi alanlarda metallerden daha popüler hale gelmektedir. Kompozit malzemelerin belirgin yararları olmasına rağmen, özellikle de darbe etkilerinde dezavantajları bulunmaktadır. Araştırmacılar, düşük hızlardan gelen darbe hasarını bir süredir çözmeye çalıştı, ancak yüksek hız hasarı hala oldukça yenidir. Bu tez çalışması, darbelerin çeşitli aşamalarında balistik etkinin hem ince hem de kalın olan kompozitler üzerindeki etkisini araştırmaktadır. Deneyler kullanarak hasarın oluşumunu anlamak için yüksek hızlı darbe etkisi test edildi. İki farklı kalınlıkta üretilen E-cam/Epoksi kompozitlerden ince kompozit plakalar 16 katmanlı tek yönlü tabakadan oluşurken, kalın kompozit plakalar 50 katmanlı tek yönlü tabakadan oluşmuştur. İnce ve kalın kompozit plakalar [0º/90º]A, [-45º/+45º]A ve [30º/60º]A gibi üç farklı lif oryantasyonu dizisi ile istiflenmiş antisimetrik tabakalar olarak üretilmiştir. Balistik testler 447 m/s ile 861 m/s hızlar aralığında tek aşamalı bir gaz tabancasıyla gerçekleştirilmiştir. Burada ince levhalar aynı hız testlerinde kalın plakalara göre daha fazla hasara uğramıştır. Ayrıca birinci hızda yapılan testlerde tüm kalın numunelerde mermi geri teperken, nispeten küçük deformasyonlar gözlenmiştir. İkinci hızlarda tüm kalın numunelerde delaminasyon hasarı gözlenirken mermiyi çevreleyen alanın zarar gördüğü tespit edilmiştir. Üçüncü hızlarda, [-45º/+45º]A25 istiflemeye sahip plakalar haricinde, tüm kalın numunelerde delinme izlenmiştir. İkinci hızlarda numunelerde delaminasyon ve şişme deformasyonları gözlenmiştir. Diğer taraftan, tüm ince numuneler ile yapılan testlerde delinme meydana gelmiştir. Bu nedenle deneyler, mermi hızının artmasıyla, tabakalar arası kayma gerilmesinin arttığını ve katmanların etkinliğinde bir azalma olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Composite material usage is becoming more popular in the fields such as automotive, aviation, marine, military application, transportation industry, space application, body armor, armored vehicles and essential equipment due to less weight, more resistance, and better handling fatigue than metals. Even though there are obvious benefits of composite materials, there are drawbacks as well, especially in handling impact. Researchers have tried to solve the impact damage from low velocities for some time, but high velocity impact damage is still quite new. This research compares the effect of ballistic impact on composites that are both thin and thick through the various stages of the impacts. Using experiments, high-velocity impact was tested to understand the sequence of damage. We used laminated composites (E-Glass /Epoxy) for two types of samples a thin composite plate consists of 16 unidirectional layers and a thick composite plate consists of 50 unidirectional layers at the end of the manufacturing process. The thin and thick composite plates have been produced anti-symmetric layer stacking sequenced and three different fiber orientations such as [0º/90º]A, [-45º/+45º]A and [30º/60º]A, which carried out this tests by a single stage gas gun (gas gun ballistic) system at velocity range from 447 m/s to 861 m/s. It was observed that the thin plates to be more damaged than the thick plates at the same velocity tests. Also at the first velocity all thick specimens have in case of rebounding of the bullet which causes relatively small deformations, at the second velocity all thick specimens are in case of penetration with delamination and the area surrounding the bullet damaged and a burn in the area from which the bullet entered, at the third velocity all thick specimens are in case of perforation and it is observed bullet debris except [-45º/+45º]A25, is penetration case with delamination and swelling look like in the second velocity cases. And another side, all thin specimens were perforated at the velocities tests for all stacking sequences. Therefore, the experiments also showed an increase in inter-laminar shear stress (that depends on the sequence of stacking) and a decrease in the effectiveness of the laminates, with increasing bullet velocity.
Benzer Tezler
- Stratejik koruyucu yapılar için yüksek performanslı kompozitlerin üretimi ve mekanik davranışı
High performance composite's production and mechanical behaviour for strategically protective construction
FARUK GÜL
Doktora
Türkçe
2017
İnşaat MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EŞREF ÜNLÜOĞLU
- Mermi-zırh etkileşiminin analizi
Analysis of projectile-armour interaction
HÜSEYİN EKREM DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CELALETDİN ERGUN
- Low velocity impact characterization of monolithic and laminated AA 2024 plates by drop weight test
Yekpare ve katmanlı AA 2024 plakaların çekiç düşürme testi ile düşük hızlarda darbe karakterizasyonu
YUNUS EREN KALAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGEHAN ÖGEL
- Ballistic performance and impact behavior of alumina armor ceramic
Alümina zırh seramiklerinin balistik performansı ve çarpışma davranışı
MURAT VURAL
Doktora
İngilizce
1998
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. ZEKİ ERİM
- Doğal elyaf takviyeli kompozitlerden oluşturulmuş sandviç yapıların balistik performanslarının incelenmesi
Analysis of ballistic performance of sandwich structures made of natural fiber reinforced composites
MERT DEMİR
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP EKİCİ