Kompozit Zırhların Geometrisinin Balistik Dayanıma Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Katmanlı kompozit malzemeler, havacılık, uzay, otomotiv ve diğer birçok endüstride yaygın olarak kullanılan malzemelerdir. Bu malzemeler, yüksek elastisite modülü ve mukavemet gibi olağanüstü özelliklere sahip olmalarının yanı sıra belirli uygulamalar için veya belirli zorlama için özelleştirilebilme yetenekleri nedeniyle tercih edilmektedir. Bu çalışmada, cam ve fiber takviyeli dokuma kompozit plakalardan oluşan zırhların sahip olduğu geometrilerin, balistik etkiye karşı olan direnci incelenmiştir. Zırhların farklı geometrileri, eşit kalınlık ve eşit projeksiyon alanına sahip olarak tasarlanmıştır. Zırh tasarımında, eğrilik merkez açısı tasarım parametresi olarak belirlenmiştir. Tek eğrilik merkezine sahip zırhlar ANSYS ACP’de modellenmiş ve ANSYS Explicit Dynamics kullanılarak simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Her farklı hızdaki simülasyonlar için, sınır koşulları ve başlangıç koşulları sabit tutulmuştur. Simülasyonlarda, zırhların katman sayıları, katman kalınlıkları, katman sıraları, mermi geometrisi, mermi ağırlığı ve mermi-zırh mesafesi gibi parametreler aynı olarak belirlenmiştir. Simülasyon çıktıları arasında, merminin zırhtan ayrılma hızları ve zırh yüzeyinde oluşan kuvvetler yer almaktadır. Bu çıktılar, zırhların karşılaştırılması ve performans analizi için kullanılmıştır. Buna göre, eğri zırhların birçoğu, birçok farklı hızda düz plakaya kıyasla balistik etkiye karşı daha dayanımlı olduğu gözlemlenmiştir. Bu bulgular, katmanlı kompozit zırhların geometrik özelliklerinin enerji emilimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu ve eğrilik merkez açısının zırh tasarımında optimize edilmesinin performans artışı sağlayabileceğini göstermektedir.