Al 5083 matrisli kompozit zırh tasarımının balistik performansa etkisinin sayısal modellenme kullanılarak araştırılması
Investigation of composite armor design with Al 5083 matrix on ballistic performance using numerical modeling
Yazar: MEHMET HURŞUT GÜVEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE AYTAV
Milli Savunma Üniversitesi / Alparslan Savunma Bilimleri Enstitüsü / KBRN-P Savunma Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
AL5083 Esaslı Zırh Tasarımlarının Balistik Performansa Etkisinin Sayısal Modelleme Kullanılarak Araştırılması
Mehmet Hurşut GÜVEN
Millî Savunma Üniversitesi, Alparslan Savunma Bilimleri ve Millî Güvenlik Enstitüsü
Ankara, Şubat 2023
Bu çalışmada, sayısal modelleme programı olan Abaqus/Expilicit ile ile 1 kg, 2 kg ve 3 kg ağırlığa sahip TNT'nin, 100 mm, 200 mm ve 300 mm mesafelerde patlatılması sonucunda dolu, içi boşaltılarak ve içine alümina bilye doldurulmuş plakalar üzerindeki basınç etkisi incelenmiştir. Ayrıca söz konusu plakalara 830 m/s ve 1200 m/s hıza sahip 7,62 x 51 mm API özelliklerindeki merminin balistik etkisi de sayısal analiz yöntemi ile araştırılmıştır.
Yapılan analizler ile patlama sonucunda oluşan basınç ve kinetik enerjiye sahip parçacık/mühimmat etkisine karşı güvenlik personelinin korunmasının arttırılmasına yönelik yenilikçi tasarımların oluşturulmasına katkı sağlanması hedeflenmiştir.
Boşluklu ve alümina bilye doldurulmuş olan numuneler, koparak deformeye sebep olacak basınç değerlerinde dolu plakaya göre daha zayıf balistik direnç göstermesine karşılık; kopmanın gerçekleşmediği durumlarda dolu plakaya nazaran daha yüksek basınç sönümleme değerlerine sahip oldukları gözlenmiştir. Dolayısıyla deforme olmasına rağmen kopma olmadığı sürece, hem boşluklu yapının hem de seramik bilye dolu yapının daha iyi balistik mukavemet sergilediği analizler sonucunda görülmüştür.
Plakalara 830 m/s ve 1200 m/s hıza sahip 7,62 x 51 mm API mermiler ile yapılan simülasyon sonucunda her iki mermi de plakaları delmeyi başarmıştır. En yüksek kinetik enerji kaybı dolu plakada yaşanmıştır. Ancak, tüm plakları delen mermi uçlarında deformasyon gözlenirken en fazla deformasyon içine alümina bilye doldurulan plakayı delen mermide gözlenmiştir.
Anahtar Kelimeler:Patlama, Balistik, Zırh Sistemleri, Balistik Alüminyum, Modelleme, ABAQUS
Bilim Kodu :91421
Sayfa Sayısı : 116
Tez Danışmanı : Dr.Öğr.Üyesi Emre AYTAV

Abstract:
ABSTRACT
Investigation of The Effect of Al5083 Based Armour Designs On Ballistic Performance Using Numerical Modeling
Mehmet Hurşut GÜVEN
National Defense University, Alparslan Defence Sciences and National Security Institute
Ankara, February 2023
In this study, the pressure effect on the full, hollowed and alumina ball-filled plates as a result of the explosion of TNT weighing 1 kg, 2 kg and 3 kg at distances of 100 mm, 200 mm and 300 mm with the numerical modelling program Abaqus/Expilicit was examined. In addition, the ballistic effect of the projectile with API characteristics of 7.62 x 51 mm with a velocity of 830 m/s and 1200 m/s on the plates in question was investigated by numerical analysis method.
With the analyzes made, it is aimed to contribute to the creation of innovative designs to increase the protection of security personnel against the pressure and kinetic energy particle/ammunition effect formed as a result of the explosion.
Although, the samples evacuated and filled with alumina balls plates show weaker ballistic resistance than not evacuated plate at pressure values that will cause deformation with disruption; It has been observed that in cases where disruption does not occur, they have higher pressure damping values compared to the solid plate. Therefore, as long as there is no disruption despite being deformed, it has been seen as a result of the analyzes that both the evacuated structure and alumina ball filled structure exhibit better ballistic strength.
As a result of the simulation made with 7,62 x 51 mm API bullets with 830 m/s and 1200 m/s velocities, both bullets succeeded in penetrating the plates. The highest kinetic energy loss was experienced in the not evacuated plates. Although both bullets penetrated all kind of plates, the most deformation was observed in the bullet's tip that pierced the plate filled with alumina balls.
Key Words: Explosion, Ballistic, Armor Systems, Ballistic Aluminum, Modelling, ABAQUS
Science Code :91421
Pages : 116
Supervisor : Dr.Öğr.Üyesi Emre AYTAV