Kompozit zırh tasarımının balistik performansa etkisinin deneysel olarak modellenmesi
Experimental modeling of the effect of composite armor design on ballistic performance
- Tez No: 731484
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYHAN AYTAÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Kimya Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Physics and Physics Engineering, Chemical Engineering, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Ağırlık Düşürme Testi, Kompozit Zırh, Darbe Mekaniği, Patlama Modellemesi, Özgül Enerji Absorpsiyon Kabiliyeti (ÖEAK), Drop Weight İmpact Test, Composite Armour, İmpact Mechanics, Explosion Modeling, Specific Energy Absorption Capability (ÖEAK)
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Milli Savunma Üniversitesi
- Enstitü: Alparslan Savunma Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: KBRN-P Savunma Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Malzemelerin darbeye karşı mukavemetinin hangi parametrelerle ne ölçüde değiştiği, yani darbeye karşı davranışı, darbe testleri marifetiyle ölçülebilmektedir. Patlayıcıların patlama sonucu hedef üzerinde oluşturduğu şok dalgaları da bir takım ölçüm teknikleri ile ölçülerek, malzemelerin enerji sönümleme kabiliyetleri hakkında yorum yapılabilmektedir. Bu çalışmada, Al 5083 matrisli deney materyalinin, patlama olayında darbeye karşı davranışının incelenmesi ve böylece benzer materyallerin kullanıldığı zırh tasarımlarının etkinliğini belirleyebilecek bilgiler elde edilmesi hedeflenmiştir. Deney materyali, Al 5083 esaslı iki plaka arasına, alümina ve çelik bilya başta olmak üzere 10 farklı malzeme yerleştirilerek oluşturulmuştur. Tasarlanan malzemenin bir yüzeyine ağırlık düşürme testi ile darbe uygulanmış, malzemenin arka yüzünden dinamometre kullanılarak çıkış kuvvetleri ölçülmüştür. Çalışmada, ağırlık düşürme test cihazında, 10 J enerji ile ağırlık düşürme testleri gerçekleştirilmiştir. Daha sonra testler, malzemenin ön yüzüne uygulanan kuvvetlerin daha stabil hale getirilmesi için, ön yüzeye polimer bir malzeme yerleştirilerek tekrarlanmış, ayrıca abaqus programı kullanılarak modellenmiştir. Polimerli ve polimersiz tasarıma ait test sonuçları, sayısal modelleme sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Ön yüzeyin polimerli yapı ile desteklendiği durumda giriş kuvvetlerinin daha düşük olduğu, buna karşılık olarak polimersiz yapılarda daha fazla enerji sönümlemesinin gerçekleştiği, karşılaştırma sonucunda test sonuçlarıyla sayısal modelleme sonuçlarının birbiriyle uyumlu olduğu görülmüştür. Sonuçlar, Özgül Enerji Absorpsiyon Kabiliyeti (ÖEAK) açısından incelenerek, ÖEAK'nin zırh tasarımında bir kriter olabileceği değerlendirilmiştir. Böylece, bir patlama olayı simüle edilerek, üretilen alüminyum matrisli kompozit zırh sisteminin, bir patlama olayında enerji sönümleme kabiliyetini açıklayan bir model geliştirilmiştir. Bu kapsamda, geliştirilen modelin farklı konfigürasyonlarda üretilecek kompozit zırhların değerlendirilmesinde fayda sağlayacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
The impact resistance of materials changes with which parameters and to what extent, that is, their behavior against impact, can be measured by impact tests. The shock waves generated by the explosives on the target as a result of the explosion are also be measured by a number of measurement techniques, and comments can be made on the energy absorption capabilities of the materials. In this study, it is aimed to investigate the impact behavior of the Al 5083 matrix test material in the event of explotion, and thus to obtain information that can determine the effectiveness of armor designs using similar materials. The test material was designed by placing 10 different materials, mainly alumina and steel ball, between two Al 5083 based plates. An impact was applied to one of the surface of the designed material with a weight drop test, and the output forces were measured from the back surface of the material using a dynamometer. In the study, weight drop tests with 10 J energy were performed in the weight drop test device. Then, the tests were repeated by placing a polymer material on the front surface to make the forces applied to the front surface of the material more stable, and it was also modeled using the abaqus program. The test results of the polymer and non-polymer design were compared with the numerical modeling results. It has been seen that the input forces are lower when the front surface is supported by the polymeric structure, on the other hand, more energy dissipation occurs in the polymer-free structures, and as a result of the comparison, the test results and numerical modeling results are compatible with each other. The results were analyzed in terms of Specific Energy Absorption Capability (ÖEAK) and it was evaluated that ÖEAK could be a criterion in armor design. Thus, by simulating an explosion event, a model has been developed that explains the energy absorption capability of the produced aluminum matrix composite armor system in an explosion event. In this context, it is thought that the developed model will be beneficial in the evaluation of composite armors to be produced in different configurations.
Benzer Tezler
- Balistik çarpmaya maruz kalan seramik ve kompozit yapıların sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak modellenmesi ve tasarım eniyilemesi
Finite element modeling and design optimization of ceramic and composite structures under ballistic impact
DENİZ ÇELİKBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM ACAR
- The effect of stacking sequence of ceramic armors and use of thin preliminary layer on ballistic performance in multilayered ceramic/composite armor systems
Çok katmanlı seramik/kompozit zırh sistemlerinde seramik katman diziliş sıralamasının ve ön katman kullanımının balistik performansa etkisi
ŞÜKRÜ CÖMERT KİREMİTÇİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiBaşkent ÜniversitesiSavunma Teknolojileri ve Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER FARUK ELALDI
- Al 5083 matrisli kompozit zırh tasarımının balistik performansa etkisinin sayısal modellenme kullanılarak araştırılması
Investigation of composite armor design with Al 5083 matrix on ballistic performance using numerical modeling
MEHMET HURŞUT GÜVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMilli Savunma ÜniversitesiKBRN-P Savunma Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE AYTAV
- Serbest parçacık içeren modüler zırh sistemi tasarımının balistik performansa etkisi
The effect of modular armor system design containing free particles on ballistic performance
ABDULLAH MAHİR IŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriMilli Savunma ÜniversitesiHarp Silah ve Araçları Anabilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE AYTAV
- Yapısal kompozit malzemelerde gerilme analizi
Stress analysis for the structural composite materials
ABDULLAH DÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZİYA ABDULALİYEV
YRD. DOÇ. DR. ŞENOL ATAOĞLU