Amfibi Zırhlı Araçlar için Kompozit-alüminyum Denge Plakası Tasarımı, Sonlu Elemanlar Analizi ve Üretimi

Abstract

Trim Vane is a non-ballistic vehicle attachment which is found in the leading edge of the armoured vehicles and used to improve hydrodynamic properties of the vehicles like increasing the swimming capabilities, stabilization in the water and prevent drowning. In armoured vehicles ever-increasing ballistic protection requirements and developing weapon systems are important parameters that increase vehicle weight. On the other hand, without decreasing the vehicle protection level and protecting mobility skills in the water and on the land have a great importance. For this purpose, importance of the use of composite materials on structural and non-structural parts, which is carried on armored vehicles and has no ballistic requirements, is increasing day by day. In this thesis study, unlike to the other studies, trim vane is designed with a composite structure and this structure is supported with aluminum ribs. To satisfy the design requirements, iterative computational finite element analysis are performed on the design model. In order to produce high performance advanced composite products, composite material structure is designed and production process is determined, which is relevant to the material design. Final composite design produced in autoclave with using prepreg fiber glass fabric. Designed theoretical structure, successfully produced in accordance with the design and developed trim vane structure, reached %40 weightless target without compromising the structural and functional properties.

Denge plakası amfibi zırhlı araçların ön kısmında bulunan, aracın yüzme kabiliyetininin geliştirilmesi, sudaki stabilitelerinin arttırılması ve araçların su içinde ilerlerken suyun araç üzerine birikerek batmasını engellemek için kullanılan, herhangi balistik isteri olmayan bir teçhizattır. Zırhlı araçlarda sürekli artan tehdit isterlerine ve gelişen silah teknolojilerine karşın, araçların koruma seviyesini düşürmeden ve mevcut silah teknolojileri ile karadaki ve sudaki hareket kabiliyetlerini korumak büyük önem arz etmektedir. Bu amaçla, zırhlı araçlar üzerinde taşınan ve balistik koruma özelliği olmayan yapısal ve yapısal olmayan yardımcı elemanların hafifletilmesi için kompozit malzemelerin kullanımının önemi gün geçtikçe artmaktadır. Bu tez çalışmasında bilinen diğer metal denge plakalarının aksine kompozit bir yapı tasarlanmış ve kompozit yapı alüminyum kaburgalar ile desteklenmiştir. Tasarım isterlerini karşılamak için tasarlanan ürüne bilgisayarlı sonlu elemanlar analizleri yapılmış ve tasarım tekrar edilmiştir. Yüksek performanslı ileri kompozit ürün üretebilmek için kompozit malzemenin yapısı tasarlanmış ve malzeme tasarımına uygun üretim süreci belirlenmiştir. Nihai tasarıma sahip denge plakası, cam elyaf epoksi prepreg kumaş ile otoklavda üretilmiştir. Tasarlanan teorik yapı başarılı bir şekilde tasarımla uyumlu olarak üretilmiş ve geliştirilen kompozit-alüminyum denge plakası yapısı, hedeflenen yapısal ve fonksiyonel özelliklerden ödün vermeden %40 hafifletilmiştir