YÜZEY KAPLAMASI VE DESTEK KATMAN İLAVESİNİN ALÜMİNYUM LEVHALARIN BALİSTİK PERFORMANSINA ETKİLERİ

Alüminyum alaşımı levhalar düşük yoğunluk, yüksek yapısal mukavemet ve enerji emiş kapasitesi özellikleri nedeniyle uçak yapıları, gemi, bina ve köprü gibi çok çeşitli uygulamaların yanında hafif korunma sistemlerinde de sıklıkla kullanılmaktadır.Çarpma veya yüksek hızlı yükleme şartları, zırh sistemleri ile ilgili uygulama alanlarının önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. Bu uygulamalarda, yapının ağırlığı önemli bir tasarım ölçütüdür. Bu nedenle, geleneksel çelik ya da beton gibi malzemeler yerine alüminyum alaşımların tercih edildikleri bilinmektedir. Yüksek hızlı çarpma yükleri altındaki malzeme davranışı konusundaki bu geniş uygulama alanı, çarpma sonrasında oluşacak hasarın azaltılmasına ilişkin çözümlerin önemini artırmaktadırBu çalışmada; alüminyum levhaların yüzeye dik gelen yüksek hızlı çarpma dayanımlarına çeşitli performans artırıcı yöntemlerin (yüzey kaplama, destek katmanı eklenmesi) etkileri deneysel olarak incelenmiş ve karşılaştırılmıştır

EFFECTS OF SURFACE COATING AND SUPPORT LAYER ON THE BALLISTIC PERFORMANCE OF ALUMINUM PLATES

Due to their low density, high structural strength and energy absorption capacity, aluminum alloys are frequently used in lightweight armor systems such as aeronautics applications, offshore platforms, ship components, bridge decks, etc. Impacts or other types of high-speed loading conditions are thus a relevant issue for several of these applications. In these applications, weight of a structure is an important design criterion. For this reason, it’s known that aluminum alloys are preferred instead of conventional steel or concrete. This wide application area considering behavior of materials subjected to high velocity impact load increases the importance of the investigations about solutions to decrease the penetration depth caused by high velocity impactIn this study, influences of ballistic performance improving techniques e.g. surface coating and adding support on high velocity normal impact resistance of aluminum plates were analyzed and compared experimentally.

PDF

___

[1] Vural, M., 2000. Ballistic performance and impact behavior of alumina armor ceramics, Ph.D. Thesis, Istanbul Technical University, Institute of Science and Technology, İstanbul.
[2] Özşahin, E., 2003. Entegre bir zırhın, yüksek hızlı çarpma yükleri altındaki davranışları, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
[3] Şenel, F., Balya, B. ve Parnas, L., 2004. İleri kompozit zırh malzemelerin balistik analizi, Savunma Teknolojileri Kongresi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara, 24-25 Haziran, s. 1-10.
[4] Radin, J. and Goldsmith, W., 1988. Normal projectile penetration and perforation of layered targets, Int. J. Impact Engineering, 7, pp.229-259.
[5] Übeyli, M., Ögel, B. ve Yıldırım, R.,O., 2004. Katmanlama yapısının alumina/aluminyum katmanlı kompozitlerinin balistik davranımı üzerine etkisi, Savunma Teknolojileri Kongresi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara, 24-25 Haziran, s. 79-88.
[6] Robbins, J.R., Ding, J.L. and Gupta, Y.M., 2004. Load spreading and penetration resistance of layered structures-a numerical study, Int. J. Impact Engineering, 30, pp.593-615.
[7] Übeyli, M., Yıldırım, R.O. ve Ögel, B., 2007. On the comparison of the ballistic performance of steel and laminated composite armors, Materials&Design, 28, 1257-1262.
[8] Shokrieh M.M. and Javadpour, G.H., 2007. Penetration analysis of a projectile in ceramic composite armor, Composite Structures, 82, pp.269- 276
[9] Chen, X., Chandra, N. and Rajendran, A.M., 2004. Analytical solution to the plate impact problem of layered heterogeneous material systems, Int. J. Solids and Structures, 41, pp.4635-4659.
[10] Zhu, G., Goldsmith, W. And Dharan, C.K.H., 1992. Penetration of laminated Kevlar® by projectilesI. Experimental Investigation, Int. J. Solids Structures, 4, pp.399-420.
[11] Zhu, G., Goldsmith, W. and Dharan, C.K.H., 1992. Penetration of laminated Kevlar® by projectilesII. Analytical Model, Int. J. Solids Structures, 4, pp.421-436.
[12] Billon, H.H. and Robinson, D.J., 2001. Models for the ballistic impact of fabric armour, Int. J. Impact Engineering, 25, pp.411-422.
[13] Tarım, N., Fındık, F. and Uzun, H., 2002. Balistic impact performance of composite structures, Composite Structures, 56, 13-20.
[14] Candan, C., Akdemir, A. ve Önal, G., 2003. Hafif silahlara karşı imal edilen para-aramid kompozit zırh malzemesinin balistik özellikleri, 6. Uluslararası Kırılma Konferansı, Selçuk Üniversitesi, Konya, 10- 12 Eylül, s. 525-530.
[15] Thakur, S.K. and Gupta, M., 2007. Improving mechanical performance of Al by using Ti as reinforcement, Composites-Part A: Applied Science and Manufacturing, 38, pp.1010-1018.
[16] Skvortsov, V., Kepler, J. and Bozhevolnaya, E., 2003. Energy partition for ballistic penetration of sandwich panels, Int. J. Impact Engineering, 28, pp.697-716.
[17] Nemat-Nasser, S., Kang, W.J., McGee, J.D., Guo, W-G. and Isacs, J.B., 2007. Experimental investigation of energy-absorption characteristics of components of sandwich structures, Int. J. Impact Engineering, 34, 1119-1146.
[18] Zhao, H., Elnasri, I. and Girard, Y., 2007. Perforation of aluminium foam core sandwich panels under impact loading − An experimental study, Int. J. Impact Engineering, 34, pp.1246-1257.
[19] Zhu, F. and Lu, G., 2007. A Review of Blast and Impact of Metallic and Sandwich Structures, EJSE Special Issue: Loading on Structures, pp. 92- 101.
[20] Børvik, T., Clausen, A.H., Eriksson, M., Berstad, T., Hopperstad, O.S. and Langseth, M., 2005. Experimental and numerical study on the perforation of AA6005-T6 panels, Int. J. Impact Engineering, 32, pp.35-64.
[21] Yadav, S. and Ravichandran, G., 2003. Penetration resistance of laminated ceramic/polymer structures, Int. J. Impact Engineering, 28, pp.557-574.
[22] Kim, M-S., Shin, H-S. and Lee, H-C., 2003. The effects of back plate materials on perfect cone formation in impact-loaded soda-lime glass, Int. J. Impact Engineering, 28, pp.281-290.
[23] Übeyli, M., Yıldırım, R.O. ve Ögel, B., 2005. Alümina/AA2024-T6 katmanlı kompozitin balistik davranışının deneysel ve sayısal incelenmesi, Zırh Teknolojileri Semineri, Ankara, 10-11 Mart, s. 58-64.
[24] Ben-Dor, G., Dubinsky, A. and Elperin, T., 2005. Optimization of two-component composite armor against ballistic impact, Composite Structures, 69, pp.89-94.
[25] Makina Kimya Endüstisi Kurumu, 9 mm x 19 Parabellum tabanca fişeği teknik özellikleri, (10.07.2006)
[26] Akın, U., 2003. Alüminyum altlık üzerine ısıl püskürtme yöntemiyle kaplanan seramik ve seramikpolimer kaplamaların aşınma davranışlarının incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
[27] Çetinel, H., 2000. Polietilen ve polipropilenin mekanik özelliklerinin incelemesi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Fen ve Mühendislik Dergisi, 2, s.79-87.
[28] Sulzer Ltd, Thermal Spray Materials Guide, (12.02.2007)