Investigation of ballistic performance of additively manufactured AlSi10Mg alloy microlattice structures by experimental and numerical studies
Eklemeli imalat ile üretilen AlSi10Mg alaşımı mikrokafes yapıların balistik performansının deneysel ve nümerik çalışmalarla incelenmesi
- Tez No: 946606
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NAZIM BABACAN, DR. HAKAN HAFIZOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Savunma ve Savunma Teknolojileri, Uçak Mühendisliği, Defense and Defense Technologies, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sivas Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Zırh yapılarında kullanılan metal alaşımları, savunma ve havacılık sektörlerinde kritik bir öneme sahip olup, geleneksel olarak plaka formunda üretilmektedir. Ancak, eklemeli imalatın katman bazlı üretim kabiliyeti, karmaşık geometrilere sahip alaşımların üretilmesine olanak tanımaktadır. Bu yapılar arasında, yüksek özgül mukavemet ve enerji soğurma özellikleri nedeniyle kafes yapılar önemli bir ilgi görmektedir. Buna rağmen, bu yapıların balistik performansı geniş kapsamlı bir şekilde incelenmemiştir. Bu çalışma, seçici lazer ergitme (SLM) yöntemiyle üretilen AlSi10Mg alaşımlı kafes yapıların balistik davranışını incelemektedir. Yüzey merkezli kübik (YMK), elmas ve ökzetik kafes yapıların balistik delme direnci, aynı hacimle tasarlanmış ve SLM yöntemiyle üretilmiş dolu plaka yapılarla karşılaştırılmıştır. Katman sayısının balistik performansa etkisi, 2, 3 ve 4 katmanlı elmas kafes yapılar üzerinde test edilerek değerlendirilmiştir. Ayrıca, Johnson-Cook (J–C) malzeme ve hasar modelleri kullanılarak sayısal balistik simülasyonlar gerçekleştirilmiş ve bu modellerin parametreleri Cevap Yüzey Metodolojisi (CYM) ile optimize edilmiştir. Sonuçlar, elmas kafes yapıların balistik direnç açısından FCC kafes yapılara göre üstün olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte, test edilen koşullarda dolu yapılar, kafes yapılara kıyasla daha yüksek balistik direnç sergilemiştir. Kafes tasarımları arasında, 3 katmanlı elmas yapı en yüksek deneysel balistik enerji absorpsiyonunu göstermiştir. Ayrıca, sayısal simülasyonlar, enerji absorpsiyon değerlerini deneysel ölçümlerle yaklaşık %10'luk bir doğrulukla tahmin etmiştir.
Özet (Çeviri)
Metal alloys used in armor structures, critical in the defense sector, are traditionally manufactured in plate form. However, additive manufacturing's layer-by-layer production capability enables the creation of alloys with complex geometries. Among these, lattice structures have attracted considerable attention due to their high specific strength and energy absorption properties. Despite this interest, their ballistic performance has not been extensively studied. This study investigates the ballistic behavior of AlSi10Mg alloy lattice structures fabricated using selective laser melting (SLM). The ballistic perforation resistance of face-centered cubic (FCC) and diamond lattice structures was compared with that of bulk plate structures produced via SLM, all designed with the same volume. The influence of layer count on ballistic performance was also evaluated by testing diamond lattice structures with 2, 3, and 4 layers. Additionally, numerical ballistic simulations were conducted using Johnson-Cook (J–C) material and damage models, with parameters optimized through Response Surface Methodology (RSM). The findings showed that diamond lattice structures outperformed FCC lattice structures in ballistic resistance. However, bulk structures exhibited greater ballistic resistance compared to the lattice structures under the conditions tested. Among the lattice designs, the 3-layer diamond structure demonstrated the highest experimental ballistic energy absorption. Furthermore, the numerical simulations accurately estimated energy absorption values, with results within approximately 10% of the experimental measurements.
Benzer Tezler
- Alüminyum ilavesinin çift esaslı roket katı yakıt performansına etkilerinin incelenmesi
Determination of influence of al powders adding on performance of double base solid propellants in rockets
MUSTAFA AKÇİL
Doktora
Türkçe
1996
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKİ ÇİZMECİOĞLU
- Nadir toprak oksit ve zirkonya katkısı ile hazırlanmış sandviç lamine yapıya sahip alümina esaslı kompozitlerin mekanik özelliklerinin ve balistik performansının incelenmesi
Investigation of the mechanical properties and ballistic performance of alümina based composites with sandwich laminated structure prepared with rare earth oxide and zirconia additives
TUĞBA ŞANLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Savunma ve Savunma TeknolojileriSivas Bilim ve Teknoloji ÜniversitesiSavunma Teknolojileri (Disiplinlerarası) Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BETÜL KAFKASLIOĞLU YILDIZ
PROF. DR. YAHYA KEMAL TÜR
- Seramik, grafen, ultra yüksek molekül ağırlıklı polietilen (UHMWPE)' den oluşan hafif, dayanıklı balistik tabakalı kompozit plaka üretimi, özelliklerinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Production and experimental-numerical investigation of lightweight, durable laminated ballistic composite plate composed of ceramics, graphene, ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE)
HALİL BURAK MUTU
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiYozgat Bozok ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALAETTİN ÖZER
- Biyomedikal uygulamalar için ASTM F75 kobalt-krom alaşımının yüzey modifikasyonu
Surface modification of ASTM F75 cobalt-chromium alloy for biomedical applications
DOĞUKAN ÇETİNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
DOÇ. DR. ERDEM ATAR
- Hibrit nanopartikül takviyeli kayma altında katılaşan sıvıların balistik uygulamalarında kullanımının araştırılması
Investigation the use of hybrid nanoparticle reinforced shear thickening fluid in ballistic applications
CENK YANEN
Doktora
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT YAVUZ SOLMAZ