Biyobenzetim tabanlı enerji yutucu zırh sistemlerinin tasarımı ve optimizasyonu

Abstract

Proje kapsamında bir deniz kabuklusu olan balandan ilham alınarak geliştirilmiş bir yapının enerji emme karakteristikleri incelenmiştir. Bu amaçla öncelikli olarak biyobenzetim sistemin tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen yapının konvansiyonel enerji yutucu geometrilere göre aynı ağırlık seviyelerinde çok daha üstün enerji emme kabiliyetine sahip olduğu tespit edilmiştir. Yapıların üretimi için derin çekme metodu tercih edilmiştir. Bu metot hem seri üretime oldukça uygundur hem de üretilen malzemelerin artık gerilme ve şekil değiştirme ihtiva etmelerinden dolayı mekanik özellikleri daha yüksek seviyelerde elde edilmektedir. Balan yapısı iki bileşenden oluşmaktadır, bunlar iç çekirdek ve dış kabuktur. Deformasyon sırasında bu iki bileşen arasında etkileşim meydana gelmekte ve yapının toplam enerji emme ve yük taşıma kapasitesi artmaktadır. Statik hızlarda bu artış % 50 seviyelerinde iken dinamik hızlarda bu artış % 150 sevilerine ulaşmaktadır. Geliştirilen sandviç yapının statik ve dinamik ezilme karakteristikleri de incelenmiştir. Ayrıca bu yapılara nümerik olarak patlama yükleri etkilerine maruz bırakılmışlardır. Bu çalışma sırasında balan yapıların diziliminin davranışa olan etkisi de incelenmiştir. Seçilmiş alternatif konfigürasyonlar (tamamı düz, tamamı ters, bir ters bir düz ve bir sıra ters bir sıra düz) arasından düz olarak dizilmiş sandviç yapının en yüksek tepe kuvvetine sahip olduğu en düşük tepe noktası kuvvetinin ise bir ters bir düz yapıda elde edildiği gösterilmiştir. Geliştirilen sandviç yapı 5 kg TNT patlayıcı yüküne 350 mm mesafeden koruma sağlamayı başarmıştır.