Balistik uygulamalarda kullanilan kompozit malzemelerin darbe davranişina değişik formlardaki vurucu uçlarin etkisi
Effect of impactor noses in different forms on impact behaviour of composite materials used in ballistic applications
Yazar: SONAY DOĞAN
Danışman: PROF. DR. YUSUF ARMAN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Balistik darbe = Ballistic impact ; Polimer kompozitler = Polymer composites

Özet:
Fiber takviyeli polimer matris kompozit malzemeler, yüksek özgül mukavemetleri ve sertlik özelliklerinden dolayı savunma sanayi, otomotiv endüstrisi, uçak üretimi vb. yüksek performans gerektiren birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Kompozit malzemeler kullanım süresi boyunca çeşitli dış etkilere maruz kalmaktadır ve bu etkiler yüzey tabakasının bölgesel olarak kaymasına ve delaminasyona neden olmaktadır. Bu çalışmada balistik uygulamalara uygun olarak seçilen ve aynı kalınlıkta üretilen farklı takviye malzemelerine sahip kompozit plakaların düşük hız darbe davranışları farklı açıdaki darbe uçlarıyla ve farklı ortam sıcaklıklarında deneysel olarak araştırılmıştır. 
Düşük hız darbe testinde kullanmak amacıyla 300 g/m2 alan yoğunluğuna sahip 3/1 dimi dokuma Kevlar kumaş, 200 g/m2 alan yoğunluğuna sahip bezayağı dokuma karbon kumaş ve 190 g/m2 alan yoğunluğuna sahip bezayağı dokuma S-2 cam kumaş kullanılmıştır. Epoksi reçine kullanılarak vakum destekli reçine infüzyon üretim yöntemi ile termoset kompozit plakalar üretilmiştir. Düşük hız darbe testi 12.7 mm çapına sahip yarı-küresel, konik 1 (d= 9 mm, D= 12.7 mm) ve konik 2 (d= 2 mm, D= 12.7mm) darbe uçları ile gerçekleştirilmiştir. Farklı darbe uçlarının karekteristik performanslarının sonuçları belirlenerek 20J, 40J ve 60J enerji değerleri için kuvvet deformasyon grafikleri elde edilerek sonuçlar karşılaştırılmıştır. Ayrıca üç farklı kompozit plaka için 23oC, 50oC ve 80oC sıcaklıklarında yarı-küresel ve konik 1 uçları ile darbe testi yapılarak farklı ortam sıcaklıklarının etkisi enerji grafikleri çizilerek karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Composite materials are widely used in many high-performance applications such as, defence industry, automotive industry ve aircraft industry due to their high specific strength and stiffness properties. One of the most important problem that has restricted the full potential of composites is their response to impact loading. Composite materials are exposed to various external influences over the life of the product and these impacts can cause local deflection of the face sheet adn delamination.
This study reports on the results of an experimental investigation on the influence of impactor shape and ambient temperature on low velocity impact behavior of the composite panels manufactured different type of reinforcement at the same thicknesses. 3 / 1 twill Kevlar woven fabric with areal density of 300 g/m2, plain weave carbon woven fabric with areal density of 200 g/m2 and plain weave S-2 glass woven fabric with areal density of 190 g/m2 and epoxy matrix were used to produced thermoset composite with the vacuum-assisted resin infusion molding (VARIM) method. Impact tests were performed by using Fractovis Plus test machine with 12.7 mm diameter hemispherical, conical 1 (d= 9 mm, D= 12.7 mm) and conical 2 (d= 2 mm, D= 12.7mm) impactor noses. The result of impactor shape characteristic and performance are indicated and compared for 20J, 40J and 60J energy levels by comparing te results on the force-deformation graphics.  In addition, three different composite panels are tested with hemispherical and conical 1 impact noses and results are compared for effect of 23oC, 50oC 80oC ambient temperatures by the energy graphics.