Hibrit kompozit sandviç yapıların balistik performansının incelenmesi
Investigation of the ballistic performance of hybrid composite sandwich structures
- Tez No: 961939
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ONUR ÇAVUŞOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Bu tez çalışmasında, farklı katman dizilimlerine sahip hibrit kompozit sandviç yapıların NIJ 0108.01 IIIA seviyesindeki balistik performansları deneysel olarak incelenmiştir. Dört farklı yapı konfigürasyonu için ikişer numune üretilmiş, toplam sekiz numuneye tekli ve beşli atışlar uygulanmıştır. Yapılar; karbon ve kevlar takviyeli epoksi kompozitler, alüminyum veya titanyum plakalar ile alüminyum petek çekirdekten oluşmaktadır. Değerlendirmeler, ön/arka yüzey deformasyonları, çatlak türleri, mermi penetrasyonu ve X-ray bulgularına dayanmaktadır. Tekli atışta en iyi sonuç, Numune 4'te (Karbon–Kevlar–Titanyum) 0.095 mm ön ve 0.270 mm arka deformasyonla elde edilmiştir. En zayıf dayanım ise Numune 1'de (Kevlar–Karbon–Alüminyum) 1.920 mm ön ve 9.744 mm arka deformasyonla gözlemlenmiştir. Beşli atışta, aynı dizilime sahip Numune 8, 0.010 mm ön ve 2.788 mm arka deformasyonla üstün performans sergilemiştir. Titanyumlu yapılarda çatlak oluşmasına rağmen delaminasyon gözlenmemiştir. Buna karşın, alüminyum plakalı Numune 6, düşük ön deformasyona rağmen 28.480 mm arka deformasyon göstermiştir. ±0.5 mm kalınlık sapmaları üretim sürecinin tekrarlanabilirliğini, titanyumun yüksek elastik modülü (~110 GPa) ve çekme dayanımı (~900 MPa) ise düşük deformasyon değerlerini açıklamaktadır. [0/90/+45/-45]s lif serimi, karbon fiberin rijitliği ve Kevlar'ın enerji emilimiyle yapısal performansa katkı sağlamıştır. Sonuçlar, hafif ve etkili hibrit balistik koruma sistemlerinin mümkün olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis experimentally investigates the ballistic performance of hybrid composite sandwich structures with different layer configurations, evaluated according to the NIJ 0108.01 Level IIIA standard. Four different configurations were prepared, with two specimens produced for each, resulting in a total of eight samples tested under single and five-shot impact conditions. The structures were composed of carbon and Kevlar fiber-reinforced epoxy composites, aluminum or titanium plates, and aluminum honeycomb cores. Evaluations were based on front and back face deformations, crack types, projectile penetration, and X-ray findings. In single-shot tests, Sample 4 (Carbon–Kevlar–Titanium) showed the best performance with 0.095 mm front and 0.270 mm back deformation. The weakest resistance was observed in Sample 1 (Kevlar–Carbon–Aluminum), with 1.920 mm front and 9.744 mm back deformation. In five-shot tests, Sample 8 with the same configuration as Sample 4 demonstrated superior performance with 0.010 mm front and 2.788 mm back deformation. Although cracking occurred in titanium-faced structures, no delamination was observed. In contrast, aluminum-faced Sample 6 exhibited inadequate energy absorption, showing 28.480 mm back deformation despite minimal front deformation. Thickness variations within ±0.5 mm confirmed the repeatability of the production process. The low deformation in titanium structures was attributed to its high elastic modulus (~110 GPa) and tensile strength (~900 MPa). The [0/90/+45/–45]s fiber orientation contributed to performance by combining the stiffness of carbon fibers at the front and the energy absorption of Kevlar fibers at the rear. The results demonstrate that lightweight and effective hybrid ballistic protection systems can be achieved.
Benzer Tezler
- Cam elyaf iplikler ile güçlendirilmiş köpük çekirdekli kompozit sandviç yapıların mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of the mechanical properties of composite sandwich structures having glass fiber tows-reinforced foam core materials
HACI ÖMER AKDERE
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇAĞRI UZAY
- EPS ve mikro balon katkılı hibrit sandviç kompozit yapının sonlu eleman analizi
Finite element analysis of EPS and microballoon filled hybrid sandwich composite structure
MEHMET FATİH ŞANSVEREN
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA YAMAN
- Oluklu sandviç kompozitlerin çekirdek yapısının elastik sabitler açısından incelenmesi
Investigation of sandwich structures with corrugated core in terms of elastic constants
ALPER ONUR GÜLŞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KAAN YILDIZ
- Deformation behavior of thin walled structures filled with auxetic and non-auxetic core materials
Ökzetik ve ökzetik olmayan dolgu malzemeli ince cidarlı yapıların deformasyon davranışı
FATİH USTA
Doktora
İngilizce
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. FABRIZIO SCARPA
- Damage classification of cnt/cnc-reinforced pu foam-cored sandwich panels through acoustic emission testing
Akustik emisyon yöntemi ile knt/snk katkılı pu köpük dolgulu sandviç plakaların hasar mekanizmalarının incelenmesi
EYÜPHAN KÜÇÜKKALFA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KAAN YILDIZ