Dilatant malzemelerin balistik özelliklerinin deneysel araştırması
Experimental research on the ballistic properties of dilatant dilatant materials
Yazar: HİLAL KEMAL ŞENYILMAZ
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM USLAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Savaşlar, çatışmalar ve terörizm insanlığın ortak sorunudur. Bu sorunlardan dolayı geçmişte olduğu gibi bugün de farklı ülkelerin vatandaşları olan binlerce asker ve sivil hayatını kaybetmektedir. Özellikle askeri alanda silah sistemlerindeki gelişmelere paralel olarak zırh sistemleri de bahsi geçen kayıpların engellenmesi için gelişmesini farklı alanlarda sürdürmektedir. Bu alanlar incelendiğinde özellikle mermi ve şarapnel tipi tehditlere karşı kullanılan zırh tipleri öne çıkmaktadır. Bu zırhlar sert zırh plakaları şeklinde olabileceği gibi yumuşak olup vücut zırhları şeklinde de kullanılabilmektedirler. Bu tez çalışmasında yumuşak vücut zırhlarında kullanılan Twaron® CT709 kumaşın balistik dayanımının, vizkoelastik özellik gösteren poli(borosiloksan) (PBDMS) polimeri emdirilmesi sonrasındaki durumu incelenmiştir. Çalışmada, PBDMS; iki farklı viskozite değerine sahip poli(dimetilsiloksan) (PDMS) kullanılarak elde edilmiştir. Yapılan reolojik testler sonucunda daha yüksek depolama modülü (G') değerine sahip PBDMS, Twaron® CT709 balistik kumaşın Scoured (SC) ve Water Repellent (WRT) tiplerine farklı oranlarda emdirilmiştir. Yapılan taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri ile PBDMS polimerinin kumaş üzerindeki dağılımları incelenmiştir. Hazırlanan numunelere iplik çekme ve iplik sürtünme testleri yapılmıştır. Farklı PBDMS emdirme oranına sahip numuneler atışlı testlere tabi tutulmuştur. Ardından kumaşın finiş tipinin, PBDMS emdirme sonrasındaki balistik dayanıma etkisi incelenmiştir. PBDMS polimerinin, Twaron® CT709 SC kumaşına emdirilmesi sonrasında balistik dayanımı artırıcı etkisi, reolojik, iplik çekme, iplik sürtünme ve balistik testler yapılarak kanıtlanmıştır. WRT tipi kumaşlarda ise PBDMS emdirilmesi sonrasında balistik dayanım artmasına rağmen, PBDMS emdirme oranı ile bu artış arasında sağlıklı bir ilişki kurulamamıştır. Son olarak yapılan analiz çalışmaları ile sonraki çalışmalarda kullanılabilecek balistik model ortaya konulmuştur.

Abstract:
War, conflict and terrorism are common problems of mankind. Because of these problems, thousands of soldiers and civilians, who are citizens of different countries today as they were in the past, lose their lives. Parallel to developments in the military field weapon systems in particular, armor systems continue to evolve in various fields to prevent losses. When these areas are examined, especially armor types used against bullet and shrapnel type threats are foreground. These armors can be in the form of hard armor plates or soft armors. In this study, the ballistic strength of Twaron® CT709 fabric used in soft body armor was investigated after impregnation with viscoelastic poly(borodimethylsiloxane) (PBDMS) polymer. In the research, PBDMS; were obtained using poly(dimethylsiloksane) (PDMS) with two different viscosity values. As a result of the rheological tests performed, PBDMS with higher storage modulus (G') values were impregnated to the Scoured (SC) and Water Repellent (WRT) types of Twaron® CT709 ballistic fabric with different ratios. The distributions of the PBDMS polymer on the fabric were investigated by scanning electron microscopy (SEM) analyzes. The prepared samples were subjected to yarn pull-out and yarn friction tests. The samples with different PBDMS impregnation ratios were subjected to ballistic tests. At the same time, effect of the ballistic endurance of the finish type of fabric after PBDMS impregnation was investigated. After the PBDMS polymer is impregnated into Twaron® CT709 SC fabric, ballistic strength enhancement effect was proven by rheological, yarn pull-out, yarn friction and ballistic tests. In WRT type fabrics, although the ballistic strength increased after PBDMS impregnation, no reliable relationship between the PBDMS impregnation ratio and this increase. Further, the ballistic model which can be used in the follow up study is presented.