Development of fiber reinforced composite liner for ballistic protection
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Çukurova Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Müh., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: YILMAZ ERBİL
Danışman: Durmuş Ali Bircan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Balistik koruma sistemleri modern savunma uygulamalarında kritik bir rol oynamaktadır. Gelişen tehditler ve artan güvenlik gereksinimleri, hafif ve yüksek performanslı malzemelere olan talebi artırmıştır. Parçacık astarı, aracın dış kısmına çarpma sonucu oluşan ve içerideki yolcular için potansiyel ölüm ve yaralanma riski oluşturan şarapnel ve parçacıkların etkisini azaltmak amacıyla, zırhlı araçların içini kaplamak için kullanılan bir Fiber Takviyeli Kompozit (FRC) malzemedir. Birincil amaç, farklı fiber, matris ve Fiber Hacim Oranları'nın (Vf) etkilerini araştırarak çeşitli kompozit parçacık astarı konfigürasyonların balistik performansını değerlendirmektir. Karbon, cam ve aramid fiberlerle birleştirilmiş epoksi, vinilester ve polyester matrisler kullanılarak numune setleri hazırlanmış ve mekanik ve balistik testlere tabi tutulmuştur. Bu çalışmada üretim metodu olarak Reçine Transfer Kalıplama (RTM) yöntemi kullanılmıştır. Parçacık astarı panelleri, balistik direnç üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi için farklı Vf değerleri (%40, %50 ve %60) ile üretilmişlerdir. Üretilen parçacık astarı panellerinin mekanik özelliklerine ilişkin bir temel oluşturmak için çekme, kayma, basma ve üç nokta eğme testleri gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, %50 penetrasyon olasılığının olduğu hızı temsil eden V50 değerlerini belirlemek için balistik testler yapılmıştır. Sonuçlar, fiber tipi, matris tipi ve Vf'ye bağlı olarak balistik performansta önemli farklılıklar olduğunu göstermektedir. Fiberler arasında aramid fiber takviyeli kompozitler en yüksek V50 değerlerini göstererek balistik enerjiyi absorbe etme ve dağıtma konusundaki etkinliklerini ortaya koymuştur. Karşılaştırmalı olarak, daha yüksek bir Vf genellikle daha yüksek balistik performans ile ilişkilendirilmiştir. %60 Vf kompozitler, tüm konfigürasyonlarda sürekli olarak en yüksek V50 değerlerini sergilemiştir. Fiber tipi, matris tipi ve Vf arasındaki etkileşimin balistik performans üzerindeki etkisini analiz eden bu çalışma, modern savunma uygulamalarının gelişen gereksinimlerini karşılayarak zırhlı araçların ve personelin beka kabiliyetini artırabilecek gelişmiş kompozit parçacık astarlarının tasarımı ve geliştirilmesi için bir çerçeve sunmaktadır.