Katmanlı zırh sistemlerinin balistik etkilere karşı davranışının sayısal modellenmesi
Numerical modeling of layered armor systems behavior on ballistic effects
Yazar: EMRE ERDAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZÜHTÜ ONUR PEHLİVANLI
Kırıkkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies
Dizin: Balistik = Ballistics ; Deformasyon = Deformation ; Kompozitler = Composites ; Mermi = Projectile ; Sayısal modelleme = Numerical modelling ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Zırh = Armour

Özet:
Sunulan tez çalışması ile bir mermi tasarımının ana temellerinden birini oluşturan analiz çalışması yapılmıştır. Bu tasarımda (5,56Mm*45) NATO değerlerine sahip olan bir mermi SOLIDWORKS programında üç boyutlu olarak çizilmiş ve plakaya sabit hızlarda çarptırılmıştır. Mermi hızı, plaka ile mermi arasındaki mesafe ile plakanın boyutları sabit tutulmuştur. 910 m/s hıza sahip olan merminin plakaya olan mesafesi yaklaşık 0 mm olarak sabit tutulmuştur. Farklı kalınlıklardan ve malzemelerden oluşan üç tabakalı sandviç yapılarda da aynı işlemler yapılmıştır. Analizlerde 4340 Çelik, Ti6Al4V ve Epoksi Karbon malzemeleri kullanılmıştır. SOLIDWORKS programında çizimi yapılan üç boyutlu mermi, plaka ve sandviç yapı ANSYS programına aktarılmış ve analizler Explicit Dynamic bölümünde gerçekleştirilmiştir. Yapılan bütün bu analizler kendi içerisinde ve birbirleri arasında değerlendirilerek deformasyon incelenmiş ve benzeri tez çalışmaları ile de karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlarda Ti6Al4V ve 4340 Çelik malzemesinin mermiye dayanımlı olması için gerekli olan minimum plaka kalınlıkları 24 mm ve 25 mm olarak tespit edilmiştir. Bu kalınlıklar yüksek olduğu için, kalınlığı inceltmek ve daha hafif bir yapı elde etmek amacıyla sandviç yapı analizleri yapılmıştır. Bu analizlerde ise merminin plakadan geçmemesi için gerekli olan minimum plaka kalınlıkları 15 mm ve 17 mm olarak tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Mermi, Kompozit, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Balistik, Zırh, Deformasyon

Abstract:
Within the presented thesis study, an analysis study, which is one of the main foundations of a bullet design, has been made. A projectile with (5,56Mm*45) NATO values in this design was drawn in three dimensions in the SOLIDWORKS software and crashed to the plate at constant speeds.  Bullet speed, distance between the plate and the bullet and the diemsions values of the plate were kept constant. The distance of the bullet, which has a speed of 910 m/s, to the plate was kept approximately 0 mm. The same operations were done in three layer sandwich structures consisting of different thicknesses and materials. Steel 4340, Ti6%Al4%V and Epoxy Carbon materials were used in the analysis. Three-dimensional bullet, plate and sandwich structure designed in the SOLIDWORKS were transferred to ANSYS and the analyzes were carried out in the Explicit Dynamic section. All these analyzes were evaluated among themselves and deformation was examined and compared with similar thesis studies. In the results obtained, the minimum plate thickness required for the Ti6Al4V and 4340 Steel material to be bullet resistant is determined as 24 mm and 25 mm. Since these thicknesses are high, sandwich structure analyzes were carried out to thin the thickness and obtain a lighter structure. In these analyzes, the minimum plate thicknesses required to prevent the projectile from passing through the plate were determined to be 15 mm and 17 mm.

Key words: Bullet, Composite, Finite Element Method, Ballistic, Armor, Deformation