Mechanical Analysis of a Layered Hybrid Composite Plate Created for Helmet Structures

Abstract

In this study, the effects of aluminum alloy added between a hybrid decked composite plate with increased strength on the structure were investigated. Of the types of composite materials for this layered plate, carbon fiber and glass fiber were selected. Epoxy resin has been deciphered as the binder to be added between these materials. The studies were carried out using the finite element based ANSYS package program as numerical analysis. Collision analysis was applied using the three-dimensional finite element method. As a result of this analysis, the effects of sheet metal and the composite sequence were investigated and ideal sequences were tried to be determined.

Keywords

• Composite materials
• Finite element analysis
• Collision analysis
• Al7075
• Carbon fiber
• Glass fiber

Miğfer Yapıları İçin Oluşturulan Tabakalı Hibrit Kompozit Plakanın Mekanik Analizi

Abstract

Bu çalışmada, mukavemeti arttırılmış hibrit tabakalı bir kompozit plaka arasına eklenmiş alüminyum alaşımının yapı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu katmanlı plaka için kompozit malzeme türlerinden karbon fiber ve cam fiber seçilmiştir. Bu malzemelerin arasına eklenecek bağlayıcı olarak epoksi reçine belirlenmiştir. Çalışmalar nümerik analiz olarak sonlu elemanlar temelli ANSYS paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Üç boyutlu sonlu elemanlar yönteminden faydalanarak çarpışma analizi uygulanmıştır. Bu analiz sonucundan sac levhanın ve yapılan kompozit diziliminin etkileri araştırılmış olup ideal dizilimler tespit edilmeye çalışılmıştır.

Keywords

• Kompozit malzemeler
• Sonlu elemanlar analizi
• Çarpışma analizi
• Al7075
• Karbon fiber
• Cam fiber

References

1. Hamamcı, B. (2018). Yeşil kompozitlerdeBiyopolimerlerin Kullanımının Önemi . Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi , 8 (1) , 12-24 . DOI: 10.31466/kfbd.395192
2. Yalçın, B. & Ergene, B. (2018). Farklı malzemelere sahip hibridkompozitlerde çatlağın mekanik davranışlara etkisinin analizi . Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi , 24 (4) , 616-625 . Retrievedfromhttps://dergipark.org.tr/tr/pub/pajes/issue/38891/454070
3. Eryıldız, E.,& Akdoğan Eker, A. (2015). Savunma Sanayinde Kullanılan İleri Kompozit Malzemeler ve Uygulama Alanları. International Journal of EngineeringResearchand Development.
4. Shephard, R. andHelliker, M. (2014). The Development of UK Body ArmourandHelmetsfrom WWII totheend of the 20th Century. PersonalArmourSystemsSymposium 2014 Proceedings
5. Cavallaro, P.V. 2011. Soft Body Armor: An Overview of Materials, Manufacturing, Testing, andBallisticImpact Dynamics, Naval Undersea Warfare Center DivisionNewport.
6. Mathur, A. andNetravali, A. N. 1996. Modification of MechanicalProperties of KevlarFibrebyPolymerInfiltration. Journal of MaterialsScience, 31(5), 1265-1274.
7. Giray, M.,&Bailey, S. (2019). DEVELOPMENTS IN LIGHTWEIGHT COMPOSITE BALLISTIC. Güvenlik Bilimleri Dergisi, 79-94
8. Bitlisli, B.,& Yazıcı, M. (2019). ARAÇ ZIRHLAMADA KULLANILAN KOMPOZİT MALZEMELERİN BALİSTİK PERFORMANSLARININ İNCELENMESİ. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi,

9. SOLMAZ, M. Y.,& Mustafa, G. Ü. R. TABAKALI KOMPOZİT PLAKALARDA TAKVİYE MALZEMESİ VE ORYANTASYON AÇISININ GERİLME ANALİZİNE ETKİSİ. Fırat Üniversitesi Doğu Araştırmaları Dergisi, 6(1), 16-25
10. Lo’pez-Puente, J.,Zaera, R., andNavarro, C., (2008). ExperimentalandNumerical Analysis of Normal andObliqueBallisticImpacts on ThinCarbon/EpoxyWovenLaminates, CompositesPart A: AppliedScienceandManufacturing. Cilt:39, Sayı:2, ss:374-387.
11. Soutis, C. (2005). Carbon fiber reinforcedplastics in aircraftconstruction. MaterialsScienceandEngineering, 412,171–176.doi:10.1016/j.msea. 2005.08.064
12. İlhan, R.,&Feyzullahoğlu, E. (2019). Cam Elyaf Takviyeli Polyester (CTP) Kompozit Malzemelerde Kullanılan Doğal Elyaflar ve Dolgu Maddeleri. El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi, 355-381.
13. Dost Kimya. (2017). dostkimya: https://dostkimya.com/ adresinden alındı. (Erişim tarihi: 01.09.2021).
14. Camcı, E., Fındık , F., &BarlayErgü, Ö. (2020). Metal Esaslı Sandviç Kompozitlerin Balistik Performansının İncelenmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 1454-1469.
15. Seykoç Alüminyum. (2017). Seykoç Alüminyum: https://www.seykoc.com.tr/icerik/7075?dil=tr (Erişim tarihi: 09.09.2021).
16. D.S. de Vasconcellos, F. Tauchard, L. Choconski-Arnault, (2014). Tension-TensionFatigueBehaviour of WowenHempFibreReinforcedEpoxyComposite: A Multi-İnstrumentedDamage Analysis, International Journal of Fatigue,159-169.
17. Kibar , H.,& Öztürk, T. (2012). ANSYS Sonlu Eleman Yazılımının Tarımdaki Uygulamaları. Iğdır Üni. Fen Bilimleri Enst. Der., 65-74.
18. MKEK Hafif ve Ağır Mühimmat Ailesi – Millisavunma.com. (2021). http://www.millisavunma.com/mkek-hafif-ve-agir-muhimmat-ailesi/ adresinden alındı
19. Mukasey, &diğ. (2008). BallisticResistance of Body Armor. U.S. Department of Justice , Office of Justice Programs