Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Bitirme Tezi

No description
by

Murat Erden

on 17 January 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Bitirme Tezi

Dyneema’nın temel özellikleri;
Çok yüksek dayanım
Düşük yoğunluk
Yüksek darbe dayanımı
Mükemmel esneklik ve aşınma direnci
UV ışınlara karşı yüksek direnç
Kimyasallara karşı mükemmel dayanım
Yüksek ısı iletkenliği
Yüksek dielektrik dayanım
Mükemmel titreşim sönümleme kabiliyeti.
  Bir merminin seramik zırhı delme mekanizması çok karışık olmasına karşın temel olarak üç bölüme ayrılabilir:
Mermi ucunun çarpmayla kırılması ve seramik yüzeyinin çok küçük parçacıklar halinde kırılması. Seramiğin kırılması bu aşamada olur.
Delme aşaması. Mermi, önündeki seramiğe yük uygulayarak seramik plakayı geçmeye çalışırken kırılma konisi aracılığı ile yük arka plakaya iletilir. Arka plaka kopan parçaları bir arada tutarak seramiğin bütünlüğünü korur. Bu arada seramiği geçmeye çalışan mermi aşınır.
Seramik kırılma konisini geçen mermi arka plakaya ulaşır. Eğer merminin yeterli kinetik enerjisi varsa plakayı delip geçer. Zırhlarda kullanılacak malzemelerin şu özelliklere sahip olması istenir:
Düşük yoğunluk
Yüksek elastisite ve kayma modülleri
Yüksek akma dayanımı
Yüksek dinamik çekme dayanımı Teşekkür Ederiz ... 7075 serisi alüminyum alaşımı malzemelerin balistik performansına ilişkin birçok değişik deneyesel çalışmaların gerçekleştirildiği ve bu çalışmalarda zırh malzemesi olarak 7075 alüminyum plakaların seramik veya yüksek yoğunluklu polietilen ile desteklenerek katmanlı yapılar oluşturulması sonucunda balistik dayanımları arttırılmıştır. Ayrıca uygun tavlama ve yaşlandırma işlemleri gibi ısıl işlemlerle de balistik performansta artış sağlandığı görülmüştür. SONUÇ Yüzey Kaplamasının Balistik Performansa Etkileri Balistik Darbe Sırasında Tabakalı Kompozit Malzemede Meydana Gelen Hasar Türleri Takviye elemanı şekline göre kompozit türleri En çok kullanılan matris malzemeleri Al, Ti, Mg, Cu, Fe, Co, Mo, Ni gibi yeterli mukavemet ve süneklik özelliklerine sahip metallerdir. Metal matrisli kompozit malzemelerde kullanılan takviyeler Kenar optimizasyon değerlendirmesinde kullanılan konfigürasyonlar. İkili seramik plaka ve destek plakası zırh sistemi Al2O3-SiC gibi seramik matriks kompozitleri
SiC ve B4C partikülleriyle güçlendirilmiş borosilikat camlarını,
Al2O3,
B4C,
SiC,
TiB2
AlN Seramik Zırh Plaka Çeşitleri En düşük yoğunluğa sahip malzeme seçilmelidir.
Özgül dayanımları yüksek olmalı.
En uygun malzemeler:
Çelik
Alüminyum Alaşımları
Titanyum Alaşımları Bütüncül Zırhlar
Bütüncül Zırhlar
Seramik Zırhlar
-Seramik Zırh Plaka Çeşitleri
Kompozit Zırhlar
-Partikül Takviyeli Metal Matrisli Kompozitler
-Fiber Takviyeli Metal Matrisli Kompozitler
-Kevlar
-Spectra Shield
-Dyneema
Tabakalı Kompozit Malzemelerde Yüksek Hızlı Darbe Hasarı
Balistik Dayanımı Değerlendirmede Kullanılan Kriterler
Balistik Darbe Sonucu Malzemede Hasar Oluşumu ve Yayılması
Darbe Sonucunda Delaminasyon Oluşumu ve Yayılması ZIRH MALZEMELERİ Mermi veya füzenin namlu ağzını terk edinceye kadar olan davranışları inceleyen balistik türüdür. İç Balistik
İç Balistik

Dış Balistik

Terminal Balistik Balistik Genel Olarak 3 Bölümde İncelenmektedir. Balistik (Yunanca βαλλειν = atmak), mermi ve füzelerin hareketlerini inceleyen bir bilim dalıdır Balistik Sonuç olarak, alüminyum levhaların yüksek hızlı çarpma dayanımlarına çeşitli performans artırıcı yöntemlerin (yüzey kaplama, destek katmanı ilavesi) etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Destek katmanlı levhalara yapılan atış sonuçları genel olarak değerlendirildiğinde, polietilen destek katmanının tüm levhalarda balistik dayanımı artırdığı görülmüştür. AIN (Alüminyum Nitrit) ve Poliüretan Destek Katmanları WHA(Tungsten Heavy Alloy) Burada kullanılan seramik/polimer tabakalar mermi uç geometrisini bozarak penetrasyon derinliğinin azalmaya yönelik etki yapmıştır. Yapılan testler sonucunda korumasız yani destek malzemesinin kullanılmadığı plakalardaki balistik performansın daha düşük olduğu görülmüştür Kompozit Malzemenin Alt Katmanlarında İleri Düzeydeki Delaminasyon Oluşumu Darbe Sonucunda Kompozit Tabaka Ara Yüzeyinde Meydana Gelen Delaminasyonun Şekli Darbe Sonucunda Delaminasyon Oluşumu ve Yayılması Balistik Darbe Etkisinde Kompozit Malzemede Şişmenin Meydana Gelişi Kevlar katmanlı kompozit zırhın mermiye gösterdiği tepki gösterilmektedir. Tabakalı Kompozit Malzemelerde Yüksek Hızlı Darbe Hasarı Fiber takviyeli, titanyum matrisli kompozitin içyapısı Fiber Takviyeli Metal Matrisli Kompozitler Partikül Takviyeli Metal Matrisli Kompozitler
Fiber Takviyeli Metal Matrisli Kompozitler
Kevlar
Spectra Shield
Dyneema Kompozit Zırhlar Seramik (B4C) ve aluminyum katmanlı bir zırh sistemi t= zaman, µsn., çarpışma sonrası.

Merminin B4C plakasına çarpması, üç aşamadan oluşmaktadır:
Kırılma
Erozyon
Yakalama Bir merminin seramik zırh plakaya çarpması Seramik Zırhlar Mermi Uç Geometrisi Hedefte Meydana Gelen Deformasyon Mekanizması Hedef Malzeme Balistik Terimleri Mermi Balistik Terimleri Plazma ile püskürtme yöntemi Alüminyum alaşımı (AA 20204 T351, AA 7075 T651) levhalara ısıl püskürtme yöntemiyle yüzey kaplama ve destek katman ilavesi uygulanmıştır. Isıl Püskürtme Yöntemi Al-PE katmanlı yapıya yapılan atışlar sonunda polietilen levha a) ön, b) arka Yapılan deneyler sonucunda, her üç tasarımın da toplam katman kalınlıkları eşit olduğu halde, destek katmanı olarak kullanılan polietilen levhaların, alüminyum levhaların arkalarına yerleştirildikleri seçeneğin, en yüksek balistik dayanıma sahip tasarım olduğu belirlenmiştir. a) PE-Al katmanlı yapı, b) Al-PE-Al katmanlı yap ı , c) Al-PE katmanlı yapı Farklı katman sıralamalarının balistik dayanıma etkileri deneysel olarak incelenmiştir. İncelenen ilk grupta, ön katman olarak 8.0 mm kalınlığında polietilen ve destek katmanı olarak 4.00 mm kalınlığında AA 7075 T651 levha, ikinci grupta 2.00 mm kalınlığında iki AA 7075 T651 levha arasında 8.00 mm kalınlığında polietilen levha, son grupta ise ön katman olarak 4.00 mm kalınlığında AA 7075 T651 ve destek katmanı olarak 8.00 mm kalınlığında polietilen levha kullanılmıştır. Destek katmansız alüminyum levhaların atış sonrası görüntüsü 4.00 mm kalınlığındaki AA 7075 T651 levhaların, destek katmanı olmadan belirli mermi hızlarında delindikleri yapılan ön testlerde belirlenmiştir.
AKADEMİK ÇALIŞMALAR Darbe sonucunda Kompozit Malzemede Tipik Matris Kırılması ve Delaminasyon Hasarı. Darbe Sonucunda Delaminasyon Oluşumu ve Yayılması Cam elyaf kompozitlerinin tabanca mermilerine gösterdiği tepki gösterilmektedir. Tabakalı Kompozit Malzemelerde Yüksek Hızlı Darbe Hasarı Dyneema Kevlar’ın kimyasal sentezi Kevlar Seramik, Plastik gibi ön katmanlar darbe sönümleyici ve mermi uç geometrisini bozucu etki yaparlar. Darbe Sönümleme Kabiliyeti Balistik hız üzerindeki çarpışmalar Düşük hızlı çarpışmalar Penetrasyon Mekaniği Terminal Balistik, Merminin hedef üzerindeki veya hedefin mermi üzerindeki etkisini inceler. Terminal Balistik Merminin veya mühimmatın namlu ağzını terk ettikten sonra düşünceye kadar mermi yolunu etkileyen faktörleri inceler Dış Balistik Balistik Limit Balistik Terimleri Perforasyon Balistik Terimleri Balistik Terimleri Penetrasyon TEZ DANIŞMANI: YRD. DOÇ. YAMAN ERARSLAN 0855045 ONUR KART
08055041 MURAT ERDEN
08055048 EMİR AKTAN 7075 SERİSİ ALÜMİNYUM ALAŞIMININ BALİSTİK PERFORMANSININ İNCELENMESİ T.C.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
KİMYA-METALURJİ FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ a) V= 1163 m/s Penetrasyon Derinliği= 30 mm, 38.1mm monolitik seramik

b) V= 1170 m/s, Penetrasyon Derinliği, Plaka kalınlığı 3x12.7 mm lamine yapı

c)V= 1170 m/s, Penetrasyon Derinliği= 39.1 mm, Plaka Kalınlığı 6x6.35mm Lamine Yapı

Deney sonucunda katmanlı yapıların balistik performansı arttırdığı ve bunun en büyük nedenini katmanların darbe sırasında oluşan şok dalgalarının yayılmasını önlemesi ve çatlak yayılımını azaltmasıdır. Monolotik ve katmanlı yapıların karşılaştırılması Aşağıda monolitik ve katmanlı yapılar için gerçekleştirilen atışlar ve sonuçları gösterilmiştir. Lanlie ve Chann’a Göre Darbe Esnasında Oluşan Hasar Mekanizmaları ve Sırası Balistik darbe esnasında tabakalı kompozit malzemede genellikle meydana gelen belli başlı hasar mekanizmaları; delinme, fiber kopması, matris kırılması ve delaminasyon oluşmasıdır Balistik Darbe Sonucu Malzemede Hasar Oluşumu ve Yayılması Partikül takviyeli metal matrisli kompozitlerin monolitik malzemeye göre bilinen avantajları yüksek elastiklik modülü, mukavemet, sertlik ve aşınma direnci, dezavantajları ise düşük tokluk, yüksek maliyet, işleme ve üretimde karşılaşılan zorluklardır . SiC takviyeli Al Matrisli Kompozit içyapısı Partikül Takviyeli Metal Matrisli Kompozitler Farklı şekle sahip mermilerin nüfuziyet mekanizmaları Oval uçlu mermiler
Küt uçlu mermiler Mermi Uç Geometrisi Dyneema’nın temel özellikleri;
Çok yüksek dayanım
Düşük yoğunluk
Yüksek darbe dayanımı
Mükemmel esneklik ve aşınma direnci
UV ışınlara karşı yüksek direnç
Kimyasallara karşı mükemmel dayanım
Yüksek ısı iletkenliği
Yüksek dielektrik dayanım
Mükemmel titreşim sönümleme kabiliyeti.
  Bir merminin seramik zırhı delme mekanizması çok karışık olmasına karşın temel olarak üç bölüme ayrılabilir:
Mermi ucunun çarpmayla kırılması ve seramik yüzeyinin çok küçük parçacıklar halinde kırılması. Seramiğin kırılması bu aşamada olur.
Delme aşaması. Mermi, önündeki seramiğe yük uygulayarak seramik plakayı geçmeye çalışırken kırılma konisi aracılığı ile yük arka plakaya iletilir. Arka plaka kopan parçaları bir arada tutarak seramiğin bütünlüğünü korur. Bu arada seramiği geçmeye çalışan mermi aşınır.
Seramik kırılma konisini geçen mermi arka plakaya ulaşır. Eğer merminin yeterli kinetik enerjisi varsa plakayı delip geçer. Teşekkür Ederiz ... Kompozit Malzemenin Alt Katmanlarında İleri Düzeydeki Delaminasyon Oluşumu Balistik Darbe Etkisinde Kompozit Malzemede Şişmenin Meydana Gelişi Balistik Darbe Sırasında Tabakalı Kompozit Malzemede Meydana Gelen Hasar Türleri Takviye elemanı şekline göre kompozit türleri Partikül Takviyeli Metal Matrisli Kompozitler
Fiber Takviyeli Metal Matrisli Kompozitler
Kevlar
Spectra Shield
Dyneema Kompozit Zırhlar İkili seramik plaka ve destek plakası zırh sistemi Seramik (B4C) ve aluminyum katmanlı bir zırh sistemi t= zaman, µsn., çarpışma sonrası.

Merminin B4C plakasına çarpması, üç aşamadan oluşmaktadır:
Kırılma
Erozyon
Yakalama Al2O3-SiC gibi seramik matriks kompozitleri
SiC ve B4C partikülleriyle güçlendirilmiş borosilikat camlarını,
Al2O3,
B4C,
SiC,
TiB2
AlN Seramik Zırh Plaka Çeşitleri Bir merminin seramik zırh plakaya çarpması Seramik Zırhlar Zırhlarda kullanılacak malzemelerin şu özelliklere sahip olması istenir:
Düşük yoğunluk
Yüksek elastisite ve kayma modülleri
Yüksek akma dayanımı
Yüksek dinamik çekme dayanımı En düşük yoğunluğa sahip malzeme seçilmelidir.
Özgül dayanımları yüksek olmalı.
En uygun malzemeler:
Çelik
Alüminyum Alaşımları
Titanyum Alaşımları Bütüncül Zırhlar
Bütüncül Zırhlar
Seramik Zırhlar
-Seramik Zırh Plaka Çeşitleri
Kompozit Zırhlar
-Partikül Takviyeli Metal Matrisli Kompozitler
-Fiber Takviyeli Metal Matrisli Kompozitler
-Kevlar
-Spectra Shield
-Dyneema
Tabakalı Kompozit Malzemelerde Yüksek Hızlı Darbe Hasarı
Balistik Dayanımı Değerlendirmede Kullanılan Kriterler
Balistik Darbe Sonucu Malzemede Hasar Oluşumu ve Yayılması
Darbe Sonucunda Delaminasyon Oluşumu ve Yayılması ZIRH MALZEMELERİ
İç Balistik

Dış Balistik

Terminal Balistik Balistik Genel Olarak 3 Bölümde İncelenmektedir. Balistik (Yunanca βαλλεatmak), mermi ve füzelerin hareketlerini inceleyen bir bilim dalıdır. Balistik 7075 serisi alüminyum alaşımı malzemelerin balistik performansına ilişkin birçok değişik deneyesel çalışmaların gerçekleştirildiği ve bu çalışmalarda zırh malzemesi olarak 7075 alüminyum plakaların seramik veya yüksek yoğunluklu polietilen ile desteklenerek katmanlı yapılar oluşturulması sonucunda balistik dayanımları arttırılmıştır. Ayrıca uygun tavlama ve yaşlandırma işlemleri gibi ısıl işlemlerle de balistik performansta artış sağlandığı görülmüştür. SONUÇ Sonuç olarak, alüminyum levhaların yüksek hızlı çarpma dayanımlarına çeşitli performans artırıcı yöntemlerin (yüzey kaplama, destek katmanı ilavesi) etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Destek katmanlı levhalara yapılan atış sonuçları genel olarak değerlendirildiğinde, polietilen destek katmanının tüm levhalarda balistik dayanımı artırdığı görülmüştür. Yüzey Kaplamasının Balistik Performansa Etkileri Al-PE katmanlı yapıya yapılan atışlar sonunda polietilen levha a) ön, b) arka Yapılan deneyler sonucunda, her üç tasarımın da toplam katman kalınlıkları eşit olduğu halde, destek katmanı olarak kullanılan polietilen levhaların, alüminyum levhaların arkalarına yerleştirildikleri seçeneğin, en yüksek balistik dayanıma sahip tasarım olduğu belirlenmiştir. a) PE-Al katmanlı yapı, b) Al-PE-Al katmanlı yap ı , c) Al-PE katmanlı yapı Farklı katman sıralamalarının balistik dayanıma etkileri deneysel olarak incelenmiştir. İncelenen ilk grupta, ön katman olarak 8.0 mm kalınlığında polietilen ve destek katmanı olarak 4.00 mm kalınlığında AA 7075 T651 levha, ikinci grupta 2.00 mm kalınlığında iki AA 7075 T651 levha arasında 8.00 mm kalınlığında polietilen levha, son grupta ise ön katman olarak 4.00 mm kalınlığında AA 7075 T651 ve destek katmanı olarak 8.00 mm kalınlığında polietilen levha kullanılmıştır. Darbe Sonucunda Kompozit Tabaka Ara Yüzeyinde Meydana Gelen Delaminasyonun Şekli Darbe Sonucunda Delaminasyon Oluşumu ve Yayılması Cam elyaf kompozitlerinin tabanca mermilerine gösterdiği tepki gösterilmektedir. Tabakalı Kompozit Malzemelerde Yüksek Hızlı Darbe Hasarı Dyneema Fiber takviyeli, titanyum matrisli kompozitin içyapısı Fiber Takviyeli Metal Matrisli Kompozitler En çok kullanılan matris malzemeleri Al, Ti, Mg, Cu, Fe, Co, Mo, Ni gibi yeterli mukavemet ve süneklik özelliklerine sahip metallerdir. Metal matrisli kompozit malzemelerde kullanılan takviyeler Kenar optimizasyon değerlendirmesinde kullanılan konfigürasyonlar. Mermi Uç Geometrisi Balistik hız üzerindeki çarpışmalar Düşük hızlı çarpışmalar Penetrasyon Mekaniği Terminal Balistik, Merminin hedef üzerindeki veya hedefin mermi üzerindeki etkisini inceler. Terminal Balistik Mermi veya füzenin namlu ağzını terk edinceye kadar olan davranışları inceleyen balistik türüdür. İç Balistik Perforasyon Balistik Terimleri Hedef Malzeme Balistik Terimleri Mermi Balistik Terimleri Plazma ile püskürtme yöntemi Alüminyum alaşımı (AA 20204 T351, AA 7075 T651) levhalara ısıl püskürtme yöntemiyle yüzey kaplama ve destek katman ilavesi uygulanmıştır. Isıl Püskürtme Yöntemi a) V= 1163 m/s Penetrasyon Derinliği= 30 mm, 38.1mm monolitik seramik

b) V= 1170 m/s, Penetrasyon Derinliği, Plaka kalınlığı 3x12.7 mm lamine yapı

c)V= 1170 m/s, Penetrasyon Derinliği= 39.1 mm, Plaka Kalınlığı 6x6.35mm Lamine Yapı

Deney sonucunda katmanlı yapıların balistik performansı arttırdığı ve bunun en büyük nedenini katmanların darbe sırasında oluşan şok dalgalarının yayılmasını önlemesi ve çatlak yayılımını azaltmasıdır. Monolotik ve katmanlı yapıların karşılaştırılması Aşağıda monolitik ve katmanlı yapılar için gerçekleştirilen atışlar ve sonuçları gösterilmiştir. AIN (Alüminyum Nitrit) ve Poliüretan Destek Katmanları WHA(Tungsten Heavy Alloy) Burada kullanılan seramik/polimer tabakalar mermi uç geometrisini bozarak penetrasyon derinliğinin azalmaya yönelik etki yapmıştır. Yapılan testler sonucunda korumasız yani destek malzemesinin kullanılmadığı plakalardaki balistik performansın daha düşük olduğu görülmüştür Darbe sonucunda Kompozit Malzemede Tipik Matris Kırılması ve Delaminasyon Hasarı. Darbe Sonucunda Delaminasyon Oluşumu ve Yayılması Lanlie ve Chann’a Göre Darbe Esnasında Oluşan Hasar Mekanizmaları ve Sırası Balistik darbe esnasında tabakalı kompozit malzemede genellikle meydana gelen belli başlı hasar mekanizmaları; delinme, fiber kopması, matris kırılması ve delaminasyon oluşmasıdır Balistik Darbe Sonucu Malzemede Hasar Oluşumu ve Yayılması Kevlar katmanlı kompozit zırhın mermiye gösterdiği tepki gösterilmektedir. Tabakalı Kompozit Malzemelerde Yüksek Hızlı Darbe Hasarı Partikül takviyeli metal matrisli kompozitlerin monolitik malzemeye göre bilinen avantajları yüksek elastiklik modülü, mukavemet, sertlik ve aşınma direnci, dezavantajları ise düşük tokluk, yüksek maliyet, işleme ve üretimde karşılaşılan zorluklardır . SiC takviyeli Al Matrisli Kompozit içyapısı Partikül Takviyeli Metal Matrisli Kompozitler Seramik, Plastik gibi ön katmanlar darbe sönümleyici ve mermi uç geometrisini bozucu etki yaparlar. Darbe Sönümleme Kabiliyeti Farklı şekle sahip mermilerin nüfuziyet mekanizmaları Oval uçlu mermiler
Küt uçlu mermiler Mermi Uç Geometrisi Hedefte Meydana Gelen Deformasyon Mekanizması Merminin veya mühimmatın namlu ağzını terk ettikten sonra düşünceye kadar mermi yolunu etkileyen faktörleri inceler Dış Balistik Balistik Limit Balistik Terimleri Balistik Terimleri Penetrasyon TEZ DANIŞMANI: YRD. DOÇ. YAMAN ERARSLAN 0855045 ONUR KART
08055041 MURAT ERDEN
08055048 EMİR AKTAN 7075 SERİSİ ALÜMİNYUM ALAŞIMININ BALİSTİK PERFORMANSININ İNCELENMESİ T.C.
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
KİMYA-METALURJİ FAKÜLTESİ
METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ Destek katmansız alüminyum levhaların atış sonrası görüntüsü 4.00 mm kalınlığındaki AA 7075 T651 levhaların, destek katmanı olmadan belirli mermi hızlarında delindikleri yapılan ön testlerde belirlenmiştir.
AKADEMİK ÇALIŞMALAR Kevlar’ın kimyasal sentezi Kevlar
Full transcript