Investigation of ballistic performance of ceramic armors with tests and analysis which contains multilayer ceramic tiles
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: METEHAN CURA
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Barış Sabuncuoğlu
Eş Danışman: Hamit Tekin
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Seramik zırhlar düşük öz kütle ile yüksek balistik koruma sağlamak için geliştirilmiştir. Bu zırhlar üç temel bileşenden oluşmaktadır. Bunlar: seramik karo, sünek arka plaka ve bu ikisini birbirine tutturacak yapıştırıcı. Seramik karo yüksek sertliğe ve yüksek basma dayanımına sahiptir ve zırhın ön kısmında yer alır. Zırh delici mermi seramik karoyu delmeye çalışırken, seramiğin yüksek mekanik özelliklerinden dolayı merminin burnu aşınır ve körelir. Körelen ve bir miktar yavaşlayan mermi çekirdeği sünek arka plaka ile durdurulur. Çarpma yükü sırasında seramik karo farklı tip yüklere maruz kalır. Kısmi bükülmeden dolayı seramik karonun ön yüzü basınç gerilmesi hissederken, arka yüzü ise çekme gerilmesi hisseder. Seramik karo mermideki aşınmayı arttırmak için ön yüzünde yüksek sertlik ve basınç dayanımına ihtiyaç duyar. Aynı zamanda seramik karonun kolay kırılmasını önlemek için ise arka yüzünde yüksek tokluğa ihtiyaç duyar. Ancak bu iki özellik birbirleriyle çelişen özelliklerdir ve genelde aynı anda bir malzemede yüksek seviyede bulunmazlar. Bu çalışmada, önde daha sert, arkada daha tok olan iki farklı seramiğin birbirine yapıştırılmasıyla seramik yapılar oluşturulmuştur ve bahsedilen gereksinimlerin karşılanıp karşılanmayacağı balistik testler ile incelenmiştir. Ancak bu incelemeden önce katmanlı seramik yapının etkisini incelemek için aynı malzemeden oluşan iki katmanlı bir seramik yapı ile tekil bir seramik yapı balistik testler ile karşılaştırılmıştır. Katmanlı seramik yapının etkisi hakkında literatürde birbiri ile çelişen çalışmalar bulunmaktadır. Çalışmanın bu kısmında katmanlı seramik yapının etkisi hakkında literatüre katkı sağlanmıştır. Bu çalışmada 7.62 × 51 Zırh Delici mermi kullanılarak Delme Derinliği Yöntemi ile balistik testler yapılmıştır. Test edilen seçenekler ise Balistik Verim formülü ile değerlendirilmiştir. Çalışmanın son kısmında balistik testlerin Sonlu Elemanlar Analizi yapılmış ve seramik yapıların davranışları incelenmiştir. Çalışmanın sonucunda tekil seramiklerin, aynı malzemeden oluşturulan katmanlı seramik yapılara göre daha yüksek balistik koruma sağladığı gözlenmiştir. Aynı malzemeden oluşturulan katmanlı seramik yapı ile ön kısmına daha sert seramik yerleştirilen katmanlı seramik yapı karşılaştırıldığında, daha sert seramiğin balistik performansı arttırdığı balistik testlerle gözlenmiştir. Yapılan Sonlu Elemanlar Analizlerinde ise her iki sonuçla uyumlu analiz sonuçları ortaya koyulmuştur.