DOĞAL PARÇACIKLI SİLİNDİRİK HARP BAŞLIĞI İNFİLAKININ DENEYSEL VE NÜMERİK YÖNTEMLERLE İNCELENMESİ
EXPERIMENTAL AND NUMERICAL INVESTIGATION OF NATURALLY FRAGMENTED CYLINDRICAL WARHEAD EXPLOSION
- Tez No: 690058
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ RECEP MUHAMMET GÖRGÜLÜARSLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Metalurji Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Engineering Sciences, Metallurgical Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tobb Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mühimmatlar, alt sistemlerden oluşmaktadır. Mühimmatların önemli alt sistemlerinden bir tanesi de harp başlığıdır. Harp başlığı, mühimmatların tahribat mertebesini belirleyen, vurucu etkin gücünü oluşturan alt sistemdir. Harp başlığı tasarlanırken ve/veya tasarlanan harp başlıkları geliştirilirken, bir takım performans testleri icra edilmektedir. Gerçekleştirilen tasarım ve geliştirme faaliyetleri neticesinde harp başlığının prototipi üretilerek, performanslarının belirlenmesi amacıyla“Parçacık Etkinliği Test Düzeneği”ile adlandırılan deney düzeneğinde, tasarım isterlerini belirleyen, kullanım alanına benzer bir ortamda güvenli bir şekilde infilak ettirilir. Bu test neticesinde harp başlığının tasarımı esnasında dikkat edilen isterleri, karşılayıp karşılamadığı belirlenir. Bu performans testleri yapıldıktan sonra test düzeneği ve harp başlığı tekrardan kullanılamaz haldedir. Harp başlığının isterleri karşılamaması durumunda, harp başlığının tasarımı tekrar değiştirilip, aynı performans testleri yeniden tekrar edilmektedir. Bu durum tasarım isterleri karşılanana kadar tekrar eder. İcra edilen bu performans testlerinin tek bir test maliyeti, günümüzde yüz binlerce TL'yi bulmaktadır. Tasarlanan harp başlıklarının bir simülasyon programı vasıtasıyla gerekli isterleri karşılayıp karşılamadığının belirlenmesi, tasarım ve geliştirme maliyetinin ve testlerin icra edilmesi için gereken iş gücünün azaltılması açısından yüksek fayda sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında, mühimmatlarda kullanılmak üzere tasarlanan bir doğal parçacıklı silindirik harp başlığının infilak anındaki davranışını incelemek, performanslarının belirlenmesi amacıyla bilgisayar ortamında nümerik analiz modelleri geliştirilmiş ve sonuçlar deneysel olarak doğrulanmıştır. Bu amaçla, öncelikle, tasarlanan harp başlığının, operasyon anında meydana getirdiği parçacık saçılım açısı ve parçacık hızı bilgilerinin incelenmesi amacıyla, harp başlığının infilakı, Pürüzsüz Hidrodinamik Parçacık (smoothed-particle hydrodynamics - SPH) nümerik metodu ile modern bir hidrokod yazılımı olan ANSYS Autodyn kullanılarak modellenmiştir. Aynı harp başlığı dört farklı boyutta SPH parçacığı kullanılarak modellenmiş ve yakınsama çalışması yapılmıştır. Modelin doğrulanması için; basitleştirilmiş, az maliyetli bir parçacık etkinliği testi deney düzeneği oluşturulmuş ve harp başlıkları bu deney düzeneğinde infilak ettirilmiştir. Bu deney sonuçları ile farklı parçacık boyutunda olan simülasyonların sonuçları karşılaştırılmış ve doğrulama gerçekleştirilmiştir. Doğrulanan model ile üç farklı geometriye sahip, yarı ön şekillendirilmiş harp başlığının infilaklarının nümerik analizleri yapılmıştır ve sonuçları irdelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Warheads are one of the most important subsystems that form an ammunition. The destruction level of the ammunition along with the effective power of the striker is determined by the warhead. A number of performance tests are carried out while designing a warhead and/or during the development of a designed warhead. As a result of the design and development activities carried out, a prototype of the warhead is produced. In order to determine the performance of this prototype, it is detonated safely in an environment similar to the area of use that determines the design requirements in the experimental setup called“Arena Test Setup”. This test determines whether the warhead meets the desired requirements that were taken into consideration during the designing phase of the warhead. Once these performance tests are successfully carried out, the warhead and the test setup itself are unsuable again. If the warhead does not meet the requirements, the warhead is redesigned and goes through the same performance tests until the design requirements are met. Today these performance tests can cost hundreds of thousands of TL hence why using simulation programs, to determine whether the warheads meet the desired requirements, is a much more efficient alternative to reduce not only the cost of design and development but the workforce that is required to perform these tests as well. In this thesis, numerical analysis models were developed in a computer environment in order to determine the performance and examine the behavior and of a cylindrical warhead with natural particles designed to be used in ammunition, and the results were experimentally verified. For this purpose, the detonation of the warhead was modeled using the numerical method of Smoothed - Particle Hydrodynamics (SPH) using a modern hydrocode software, ANSYS Autodyn, in order to examine the fragment scattering angle and fragment velocity information of the designed warhead at the time of operation. The same warhead was modeled using four different sizes of SPH particles and a convergence study was conducted. A simplified, low cost arena test setup was established and warheads were detonated in this test setup to verify the model. The results of these experiments were compared with the results of simulations with different particle sizes and verification was carried out. With the validated model, numerical analysis of the explosions of semi-preformed fragmentation warheads with three different geometries were made and the results were examined.
Benzer Tezler
- Cam, bazalt ve karbon fiber esaslı hibrit kardan milinin filament sarma tekniği ile üretimi ve matematiksel optimizasyonu
Production and optimization of hybrid filament wound drive shafts based on glass-basalt-carbon fibers
İLHAN KAHRAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Mühendislik BilimleriAnadolu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH TUĞRUL SEYHAN
- Elmaslı kesicilerde kullanılan matriks malzemelerinin serbest sinterlenmesi
Free sintering of matrix materials which are used for diamond cutting tools
YUSUF KAHRAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
- Computational analysis of cyclonic separation
Siklonik ayirmanın numerik analizi
SALOUR SASAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ ECDER
- Monte carlo tekniği kullanılarak 1, 3 ve 5 GeV enerjili protonlar için hızlandırıcı güdümlü sistemde nötronik hesaplamalar
Neutronic calculations for the 1, 3 and 5 GeV energy proton in accelerator driven system using monte carlo method
İLKNUR İLAY PAMUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAŞAR ŞARER
- Synthesis of poly (Methyl methacrylate) reinforced by multi-walled carbon nanotubes and magnetite nanofillers
Mwcnt ve magnetit nanodolgular ile güçlendirilmiş poli (Metil metakrilat) sentezi
ECEM ERMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN