Numerical analysis of ballistic and shaped charge impact on metal targets
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: YAĞMUR GÖÇMEN
Danışman: Tuncay Yalçinkaya
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez, sonlu elemanlar (FE) ve düzleştirilmiş parçacık hidrodinamiği (SPH) yöntemlerini kullanarak, balistik ve boşluklu imla hakkı darbesine maruz kalan metal hedeflerin davranışının sayısal bir incelemesini sunmaktadır. Çalışma, farklı hasar modellerinin ve çeşitli konfigürasyonlar için modelleme tekniklerinin derinlemesine bir analizini kapsar ve elde edilen sonuçlar, literatürdeki mevcut deneysel testler kullanılarak doğrulanmıştır. Sayısal sünek hasar modellemesi, Johnson-Cook (JC) ve modifiye edilmiş Mohr-Coulomb (MMC) kırılma modelleri aracılığıyla simüle edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, literatürdeki mevcut deneysel testler kullanılarak doğrulanmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde, 2024-T351 alüminyum hedef üzerinde darbe açısının, hedef plaka kalınlığının ve mermi burun şeklinin balistik etki üzerindeki etkileri incelenmektedir. Hedef plakanın davranışı, FE ve SPH yöntemleri kullanılarak JC ve MMC hasarı kullanılarak karşılaştırılmıştır. Ardından, zırh çeliği Armox 500T'nin JC ve MMC hasar modellerine yönelik malzeme parametreleri, literatürdeki mevcut deneysel veriler kullanılarak kalibre edilip, çekme ve balistik darbe testi simülasyonlarıyla doğrulanmıştır. Ayrıca, Armox 500T çelik hedefin balistik performansı, değişen hedef kalınlığı, çarpma açısı ve mermi burnu şekli ile bu hasar modelleri kullanılarak tartışılmaktadır. Son olarak, jet oluşum sürecini ve metal hedefler üzerindeki penetrasyon performansını araştırmak için boşluklu imla hakkı etkisinin sayısal bir analizi yapılmıştır. Bu süreç, ağırlıklı olarak ağır zırhlı araçlara karşı veya metal kesme ve petrol kuyusu tamamlama gibi sivil uygulamalarda kullanılır. Konik ve çanak şekilli astar geometrileri, mermi şekli üzerindeki etkilerini gözlemlemek için çeşitli konfigürasyonlarla simüle edilmiş ve penetrasyon kabiliyeti de incelenmiştir. Farklı eğiklik ve hedef kalınlıklarına sahip patlayarak şekillendirilmiş mermilerin (EFP) balistik performansı incelenmiş ve FE ve SPH yöntemleri karşılaştırılarak tartışılmıştır. #45 ve Armox 500T çelikleri hedef malzeme olarak kullanılmış, malzeme davranışı ve hasar mekanizmaları JC modeli kullanılarak modellenmiştir. Sonuçlar, parametre değişikliğine ve hasar modellerine en hassas olan küt mermilerin olduğunu göstermektedir. Ayrıca FE, kırılma mekanizmasını tahmin etmede SPH yönteminden daha iyi performans gösterir; ancak, SPH artık hız ve delik çapı sonuçlarını elde etmek için kullanılabilir. Ayrıca, JC ve MMC'nin performansı farklı konfigürasyonlar için değişiklik göstermektedir.