Seramik Ön Yüzlü Çelik Zırhlarda Balistik Hasar Sonrası Çelik Kısmında Oluşan Deformasyonun İncelenmesi

Authors : Barış Kalaycioğlu, Alemdar Ongun

Pages : 68-95

Doi:10.17134/khosbd.913681

View : 15 | Download : 6

Publication Date : 2021-04-12

Article Type : Research

Abstract :Günümüzde birçok çalışma konusunda olduğu gibi, zırh tasarımında da sayısal analizler, balistik deney imkânlarının azlığı ve bir hayli maliyetli olması sebebiyle öncelikli olarak tercih edilir hale gelmiştir. Ancak sayısal analizler ile deneysel sonuçların örtüşmesi, sayısal analizlerin doğrulanması açısından oldukça önemlidir. Bu çalışmada, uygun malzemelerle geliştirilmiş seramik ön yüze sahip çelik zırh sisteminin 7,62 mm kalibreli mermi darbesi sonucu arka yüzeyindeki çelik plakada oluşan plastik deformasyon durumu analitik ve sayısal analizler yardımıyla incelenmiş ve balistik deney sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Zırh sisteminde seramik ön yüzey için 10 mm kalınlığında Alümina (Al2O3) altıgen seramikler kullanılmış ve arka yüzey için S235JR çeliğinden üretilmiş 6 mm kalınlığında plaka tercih edilmiştir. Analitik hesaplamalarda çelik plakada oluşan deformasyona ait sehim eğrisi matematiksel model yardımıyla hesaplanmış ve Matlab programında geliştirilen bir ara yüz ile çizdirilmiştir. Matematiksel modelin oluşturulmasında toplam plastik gerinim enerjisi ve efektif gerilme-gerinim denklemlerinden yararlanılmıştır. Çelik plakanın mermi darbesine karşı göstermiş olduğu balistik davranışın sayısal analizleri Ansys/Explicit Dynamic (17.1) sonlu eleman programında gerçekleştirilmiştir. Sayısal analizde çelik malzeme modeli olarak yüksek hızlarda plastik şekil değişimine imkân sağlayan Johnson-Cook malzeme modeli, seramik malzeme modeli olarak ise Johnson-Holmquist malzeme modeli seçilmiştir. Seramik ön yüzlü çelik zırh sisteminin balistik deneyleri, sayısal analiz modeline uygun olarak üretilen zırh numunesi üzerinde gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda çelik plakada oluşan sehim eğrileri ve maksimum deformasyon değerleri deney sonuçları ile ayrı ayrı karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre tüm yöntemlerde sehim eğrilerinin uyum içinde olduğu, plakada oluşan maksimum deformasyon için analitik sonuçların %15, sayısal sonuçların ise %14 farkla deneysel sonuçlara yakınsadığı gözlemlenmiştir.
Keywords : Balistik, Tabakalı Zırh, Seramik Zırh, Johnson-Cook, S235JR