Borür takviyeli alüminyum esaslı derecelendirilmiş zırh malzemesi üretimi ve balistik performansının deneysel ve nümerik analizi
Production of boride-reinforced aluminum-based functionally graded armor material and experimental and numerical analysis of its ballistic performance
- Tez No: 973649
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖMER SAVAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Savunma ve Savunma Teknolojileri, Makine Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Defense and Defense Technologies, Mechanical Engineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Alüminyum kompozitler, Alüminyum matrisli kompozitler, Metal kompozitler, Metal matrisli kompozitler, Tabakalı kompozitler, İç balistik, Aluminum composites, Aluminum matrix composites, Metal composites, Metal matrix composites, Laminated composites, Interior ballistics
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, zırh uygulamalarında kullanılmak üzere TiB₂ (titanyum diborür) takviyeli fonksiyonel derecelendirilmiş kompozit (FDK) katmanlı aluminyum bazlı mazlemelerin tek adımda üretilmesini ve bu malzemelerin balistik performanslarının deneysel ve numerik olarak değerlendirilmesini amaçlamaktadır. Külçeler sedimentasyon (çökelme) yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Döküm sürecinde TiB₂ parçacıkları yerinde reaksiyon (in-situ) tekniği ile sentezlenmiştir. Yine döküm sürecinde bekleme süresi, sıcaklık ve soğutma süresi gibi temel döküm parametreleri optimize edilerek 5, 10 ve 15 mm kalınlığında numuneler başarıyla elde edilmiştir. Üretilen zırh malzemerinin malzeme karakterizasyonu kapsamında mikroyapı, faz analizi, takviye oranı ve elastikiyet modülü gibi özellikler bölgesel olarak incelenmiştir. Balistik performans değerlendirmeleri, penetrasyon derinliği (Depth of Penetration – DOP) test yöntemi ile gerçekleştirilmiş. Ayrıca, balistik darbe davranışı ANSYS Explicit Dynamics modülü kullanılarak sayısal olarak modellenmiş ve elde edilen simülasyon sonuçlarının, deneysel verilerle uyumlu olduğu belirlenmiştir. Sayısal modelleme sonuçlarına göre 10–15 mm aralığındaki FDK kalınlıkları optimum verimlilik sağlarken, 15 mm üzeri kalınlıklarda Diferansiyel Verimlilik Faktörü (DEF) azalmıştır.
Özet (Çeviri)
This study aims to produce aluminum-based materials with TiB₂ (titanium diboride)-reinforced functionally graded composite (FGC) layers for use in armor applications and to evaluate their ballistic performance through both experimental and numerical methods. The ingots were fabricated using the sedimentation casting technique. During the casting process, TiB₂ particles were synthesized via an in-situ reaction method. By optimizing key casting parameters such as holding time, temperature, and cooling rate, samples with FGC layer thicknesses of 5 mm, 10 mm, and 15 mm were successfully obtained. Metallurgical characterization of the produced armor materials included regional analyses of microstructure, phase composition, reinforcement volume fraction, and elastic modulus. Ballistic performance was assessed through Depth of Penetration (DOP) testing. In addition, ballistic impact behavior was numerically modeled using the ANSYS Explicit Dynamics module. The simulation results were found to be in agreement with experimental data. Based on numerical analysis, FGC layers with thicknesses in the range of 10–15 mm provided optimal ballistic efficiency, while those with thicknesses equal to or greater than 15 mm resulted in a decrease in the Differential Efficiency Factor (DEF).
Benzer Tezler
- Alüminyum esaslı in?situ borür takviyeli kompozitlerin üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Investigation of production and properties of aluminium based in?situ composites reinforced with boride
ÖMER SAVAŞ
Doktora
Türkçe
2010
Teknik EğitimSakarya ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAMAZAN KAYIKCI
- Investigation and development of the boride particulate-reinforced Al-12.6 wt.% Si metal matrix composites synthesized via different milling and sintering techniques
Farklı öğütme ve sinterleme yöntemleri ile üretilmiş borür takviyeli Al-12.6 wt.% Si matrisli kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
EMRE TEKOĞLU
Doktora
İngilizce
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Niyobyum borür katkılı Al5Si hibrit tozların ve kompozitlerin mekanik alaşımlama ve basınçsız sinterleme yöntemleriyle geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Developing and characterization of niobium boride reinforced Al5Si hybride powders and composites with mechanical alloying and pressureless sintering methods
EZGİ BURCU ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
- Sentezlenen ve ticari LaB6 katkılı mekanik alaşımlanmış Al-Ağ.%7si toz ve sinter hibrit kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu çalışmaları
Development and characterization investigations of labratory synthesized and commercial LaB6 reinforced Al-7% wt. Si powders and sintered hybride composites
SIDDIKA MERTDİNÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Toz metalurjisi yöntemiyle alüminyum esaslı çinko takviyeli metalik köpük üretimi
Production of aluminium based zinc reinforced metal foam by powder metallurgy methods
ÖZGE CEYLANOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TÜRKER