Search

Yağmur erozyonu olarak bilinen yağmur damlacıklarının göreceli yüksek hızlarda çarpması çeşitli malzemelerde hasara yol açar. Bütün malzemeler yağmur erozyonuna belirli bir çarpışma hızına kadar dayanabilir. Ancak, bu hasar termal kamera gibi Elektro Optik (EO) sistemlerin çok önemli bir parçası olan optik camlarda kritiktir. Optik cam üzerinde oluşan küçük bir çizik bile geçirgenliği kötü yönde etkileyibilir ve sonuç olarak yetersiz bilgi aktarımından kaynaklı cihazda bazı fonksiyonel problemlere neden olur. Yağmur erozyonunun EO sistemler üzerinde hayati etkisi olduğu için, optik camlarda, özellikle hasarın başladığı bu hızın belirlenmesi açısından incelenmesine ihtiyacı vardır.Bu çalışmada, bir çeşit optik bir cam olan germanyum'un yağmur erozyonuna karşı dayanımı sayısal benzetim ile LS-DYNA'da incelenmiştir. Hasar Eşik Hızı (HEH) iki farklı su şekli için (küresel su damlacığı ve su jeti) 100 ve 250 m/s hız aralığında incelenmiştir. Tek ve çoklu çarpışma durumları on ardışık çarpmaya kadar iki su şekli için de incelenmiştir. Hasarın boyutlarının tek ve çoklu çarpışma durumlarına göre incelenebilmesi için HEH'nin çarpışma sayısına göre eğrileri çizdirilmiştir. Sonuçlar hem literatür ile hem de deneysel çalışma ile HEH ve deformasyon şekli kapsamında karşılaştırılmıştır.Sayısal benzetimlerde, suyu modellemek için ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) tekniği kullanılmıştır. Germanyum için seramik ve cam uygulamalarında önerilen ?JOHNSON-HOLMQUIST-CERAMICS (JH-2)? malzeme modeli kullanılmıştır. JH-2 malzeme modeli içersinde hasar etkisi, kopma kriteri ve durum denklemini barındıran bir malzeme modeli bütünüdür. LS-DYNA kütüphanesinde bulunan malzeme modelleri arasından su için ?MAT-NULL + EOS-GRUNEISEN? kombinasyonu kullanılmıştır. Impact of rain drops at relatively high velocities, which is known as rain erosion, causes severe damages on various materials. Every material can withstand the rain erosion up to a specific impact velocity. However, this damage is critical for optical windows which are very important components for Electro-Optical (EO) systems such as thermal camera. Even a small scratch may affect the transmission capability of the optical window adversely and leads to some functional problems in the device due to insufficient transmitted data. Since it has a vital effect on the EO systems, the rain erosion is needed to be investigated on the special optical windows, particularly for determining the velocity that a damage initiates.In this study, the rain erosion is investigated on germanium which is a kind of optical window, by means of numerical simulations in LS-DYNA. Damage Threshold Velocity (DTV) is examined for two different water shapes (which are spherical water drop and water jet) within a velocity range between 100 and 250 m/s. Both single and multiple impact cases are considered for both water shapes up to ten consecutive collisions. By using the results, the ?DTV versus number of impact curves? are obtained in order to understand the amount of damage with respect to both single and multiple impacts. Results are compared with both literature and the experimental data within the scope of DTV and shape of the damage.In the numerical simulations, ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) method is used for modelling water. ?JOHNSON-HOLMQUIST-CERAMICS (JH-2)? which is recommended for both ceramics and glass applications is used as the material model for Germanium. JH-2 is a complete material model which contains damage effects, failure criteria, and Equation of State (EOS) all together. Among the material models available in the library of LS-DYNA, ?MAT-NULL + EOS-GRUNEISEN? is used for water. 129

Bu tez çalışmasında ST-37 çeliğinin, değişik açılarla çarpan sert çelik çekirdekli (DIN 100Cr6, 61-62 HRc) mermilere karşı balistik limit kalınlığının deneysel ve sayısal yöntemlerle belirlenmesi amaçlanmaktadır. Çalışmanın deneysel kısmında, mermilerin çarpma açıları 0 dereceden 70 dereceye kadar 10 derecelik adımlarla arttırılmıştır. Mermi hızı atışlar öncesinde ölçülmüş ve 790-830 m/s değerleri arasında olduğu görülmüştür. Her plaka kalınlığı - çarpma açısı kombinasyonu için üçer adet atış yapılmış ve sonuç olarak her çarpma açısı için delinen en kalın ve delinmeyen en ince plakalar belirlenmiştir. Yekpare plakalar için gerçekleştirilen atışlardan sonra belirli açılar için katmanlı plaka kombinasyonları da denenmiştir. Çalışmanın sayısal benzetim çalışmaları kısmında Johnson-Cook dayanım ve kırılma modelleri literatürden elde edilen parametrelerle kullanılmış ve deneysel çalışmaların sayısal benzetimleri gerçekleştirilmiştir. Bunu yaparken ticari bir doğrusal olmayan açık hidrokod yazılımı olan ANSYS AUTODYN kullanılmıştır. Deneysel çalışmaların sonuçları ile sayısal benzetim çalışmalarının sonuçları çizelgeler ve şekiller yardımıyla sunulmuş ve birbirleriyle karşılaştırılmıştır. In this thesis, it is aimed to determine the ballistic limit thicknesses of ST-37 steel plates under oblique impact of bullets having hard steel core (DIN 100Cr6 at 61-62 HRc) by using both experimental and numerical methods. In experimental part, angles of attack of the bullets are changed from 0 to 70 degrees by 10 degrees increments. Bullet velocities are measured for each shot just before the impact and they are found to be between 790-830 m/s. The minimum plate thickness that is not perforated and the maximum plate thickness that is perforated are determined by conducting three shots for each angle of attack - plate thickness combination. After the monolithic case, for some angles, layered plate combinations are also investigated. In the numerical analysis part, Johnson Cook constitutive and failure models are used together with the data obtained from literature. Experiments are simulated numerically by using a commercial non-linear explicit hydrocode software package, ANSYS AUTODYN. Results of the numerical simulations and the experimental findings are presented in tabular and graphical forms and then compared to each other. 120

Balistik testler zırh tasarımının önemli bir parçasıdır. Fakat tasarım esnasında her türlü kon-figürasyonu test etmek zaman ve maliyet açısından imkansız olduğu için analitik ve sayısalyaklaşımlar kullanarak öngörülerde bulunmak ve test sayısınıen aza indirgemek gerekmek-tedir. Bu çalışmada, sertleştirilmiş çelik plakaların 7.62 mm zırh delici mermilerle delinmesiincelenmiştir. Zırh delici mermilerin delme prosesleri gözden geçirilmiştir. Daha sonra iseanalitik modeller üzerine bir literatür taraması sunulmuştur. Sayısal benzetim yazılımınıntemelleri tanıtıldıktan sonra 2 ve 3 boyutlu olmak üzere geniş bir benzetim çalışması yapılmış-tır. Literatürden alınan dinamik malzeme verileri ışığında AISI 4340 çeliği için Johnson-Cookdayanım modelleri oluşturulmuştur. Bu modeller ile yapılan sayısal benzetimler neticesinde2 boyutlu sayısal benzetimlerin mermi artık hızları açısından gerçekçi sonuçlar verdiği görül-müştür. Başarılı olan malzeme modelleri 3 boyutlu sayısal benzetimlerde de koşturulmuştur.Yapılan değerlendirmede 3 boyutlu benzetim sonuçlarının test sonuçları ile mermi artık hızlarıve balistik limit kalınlıkları açısından uyumlu oldukları görülmüştür. Yapılan çalışmalar ne-ticesinde incelenen sertlik aralığında, artan plaka sertliğinin balistik koruma performansınıarttırdığı görülmüştür.Bu çalışma 106M211 nolu Tübitak MAG projesinin bir parçasıdır. Ballistic testing is a vital part of the armor design. However, it is impossible to test everycondition and it is necessary to limit the number of tests to cut huge costs. With the intro-duction of hydrocodes and high performance computers; there is an increasing interest onsimulation studies to cutoff these aforementioned costs. This study deals with the numericalmodeling of ballistic impact phenomena, regarding the ballistic penetration of hardened steelplates by 7.62 mm AP (Armor Piercing) projectile. Penetration processes of AP projectilesare reviewed. Then, a survey on analytical models is given. After the introduction of fun-damentals of numerical analysis, an intensive numerical study is conducted in 2D and 3D.Johnson Cook strength models for the four different heat treatments of AISI 4340 steel wereconstructed based on the dynamic material data taken from the literature. It was found that2D numerical simulations gave plausible results in terms of residual projectile velocities, con-sidering the literature review. Then, 3D numerical simulations were performed based on thematerial properties that were selected in 2D studies. Good agreement was obtained betweenthe numerical and test results in terms of residual projectile velocities and ballistic limit thick-nesses. It was seen that the ballistic protection efficiency of the armor plates increases withthe increasing hardness, in the examined range.This study is a part of Tübitak project 106M211 of MAG. 133

oz KONİK ÇUKUR İMLA İLE JET OLUŞUMU VE BU JET İLE DELMENİN İNCELENMESİ ÖZEL, Serkan Yüksek Lisans, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. R. Orhan YILDIRIM Ortak Tez Yöneticisi: Assoc. Prof. Dr. Kahraman ALBAYRAK Eylül 2000, 210 sayfa Bu tez çalışmasında çukur imlalarda jet oluşumundaki temel etkenler ve delme teorileri incelenmiştir. Çukur imlanın malzeme özellikleri ve jet oluşumunu etkileyen ana parametreleri, delme acısından incelenmiştir. Jet oluşumunun belirlenmesi ve hedef oluşan delik derinliğinin hesaplanması için bir bilgisayar programı gehştirilmiştir. Dış muhafaza ve koni malzemesi için 1 g/cm3 'ten 13 g/cm3 'e kadar değişen farklıyoğunluklar incelenmiştir. Aynı zamanda, altı değişik patlayıcı malzemesi dikkate alınmiştir. Çukur imlanın hedeften uzaklığının ve malzemenin jet hızına ve delmeye etkileri incelenmiştir. Boyutları belirli bir çukur imla için, patlama dalgasının patlayıcı içersindeki ilerleme şeklinin iki limit durumu kullanılarak, en büyük delme ve bu delmeye karşılık gelen çukur imla ile hedef arasındaki optimum uzaklık bulunmuştur. Anahtar sözcükler: Çukur imla, Jet oluşumu, Delme, Patlayıcılarla metallerin hareket ettirilmesi vı ABSTRACT FORMATION AND PENETRATION OF SHAPED CHARGE JET ÖZEL, Serkan M.S., Department of Mechanical Engineering Supervisor: Prof. Dr. R. Orhan YILDIRIM Co-Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Kahraman ALBAYRAK September 2000, 210 pages In this thesis, the fundamentals of the jet formation and the penetration theories for the shaped-charge are investigated. Material parameters of a shaped-charge and main parameters affecting the jet formation are examined from the penetration point of view. A computer program is developed for the determination of the jet formation and resulting penetration in targets. Different densities ranging iiifrom 1 g/cm to 13 g/cm for the case and liner materials are considered. Also, six different explosives materials are taken into account. The effects of standoff and material on the jet velocity and penetration are investigated. The maximum penetration and the corresponding optimum standoff for a given shaped-charge configuration are found by using two limiting conditions for the propagation of the detonation wave in the explosive. Keywords: Shaped-Charge, Jet formation, Penetration, Explosively driven metals IV 210

öz KONİK ÇUKUR İMLALARIN OLUŞTURDUĞU DELMENİN ÖN İNCELENMESİ KARSLI, Erol Yüksek Lisans, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi : Prof. Dr. R. Orhan YILDIRIM Aralık 1999, 114 sayfa Bu çalışmada konik çukur imlaların yarattığı yüksek hızlı metal jetlerin oluşumu ve delme etkisi incelenmektedir. Çukur imlalar ateşlemenin başladığı ucun karşı ucunda bulunan levha ile kaplanmış boşluk ve aradaki patlayıcıdan oluşur. Çukur imlaların tasarımında ve hedefin delinmesinde etkili olan parametreler tartışılmıştır. Çukur imlaların davranışlarını daha iyi anlamak için bir yöntem de verilmiştir. Teorik analiz sonuçları literatürde bulunan deneysel sonuçlarla karşılaştınlmıştır. Anahtar sözcükler : Çukur imla, Jet oluşumu, Delme, Konik boşluklu levha IV ABSTRACT A PRELIMINARY ANALYSIS OF PENETRATION DUE TO CONICAL SHAPED CHARGES KARSLI, Erol M.S., Department of Mechanical Engineering Supervisor : Prof. Dr. R. Orhan YILDIRIM December 1999, 114 pages This thesis analyzes the formation and penetration of high speed metallic jets formed by conical lined cavities (shaped charges). The shaped charges are driven by high explosives having lined hollow cavities in one end opposite to the other end that the detonation is initiated. The parameters affecting the design of a shaped charge and the target penetration are discussed. Also a procedure for a better understanding of the behavior of shaped charge is given. The results of the theoretical analysis are compared with the experimental results found in literature. Keywords : Jet formation, Penetration, Shaped charges, Conical lined cavities 111 114

ÖZET BORU ÇEVRİMİ İLE MEKANİK ENERJİ YUTUMU ÇOLAKO?LU, AH Mürteza Doktora, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. R. Orhan YILDIRIM Ortak Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Metin AKKÖK Eylül 1996, 139 Sayfa Büyük miktarlardaki kinetik enerjileri kontrol edilebilir şekilde ve önceden belirlenmiş hızlarda yutabilecek metal kabuk yapıların tasarım ve geliştirilmesi son yıllarda mühendislerin dikkatini çekmektedir. İnce et kalınlıklı sünek metal boruların içlerinin dışarı veya dışlarının içeri çevrilmesini içeren boru çevrimi, enerji yutan bu tür yapılardan biridir. Kalıp kullanılmadan yapılan ve bir tarafı uygun biçimde şekillendirilerek halkasal sabitleyici ile tutulan borunun diğer ucunun basılması ile yapılan çevrime serbest çevrim denmektedir. Bu çalışmanın ilk bölümünde, serbest boru çevriminin analitik modeli geliştirilmiştir. Rijit, germimle sertleşen malzeme varsayımı kullanılırken; kalıcı şekil değişikliği sırasında, borudaki et kalınlığı değişiklikleri de hesaba katılmıştır. Tresca akma şartı, Baucshinger etkisi ve ilintili akma koşullan uygulanmıştır. Germim hızının etkisi de incelenerek statik yükleme için çıkarılan model darbe ile boru çevrimi için geliştirilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında, serbest boru çevriminin sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi yapılmıştır. ModellemedeABAQUS (Versiyon 5.4) kullanılmıştır. Bora çevrimi 3-boyutlu bir metal şekillendirme işlemi olmasına karşın, şekil değişikliğinin eksenel simetrik olması nedeniyle, problem 2-boyuta indirgenebilmektedir. SAX1 (eksenel simetrik, 2-düğümlü lineer kabuk eleman) ve CAX4R (eksenel simetrik, 4-düğümlü bi-lineer katı eleman) elemanlar kullamlarak iki farklı ağ analiz edilmiştir. Elastik, Mises akma şartına uyan ve izotropik sertleşen malzeme varsayımı yapılmıştır. Çalışmanın son kısmında ise deneysel çalışma yapılmıştır. Önceden şekillendirilmiş borular, özel olarak tasarlanıp imal edilmiş bağlama düzeni kullanılarak çevrilmişlerdir. Sabit yük altodaki boru çevrimleri, yer değişim kontrollü universal bir test cihazında yapılmıştır. 10 m/s çarpma hızına kadar olan darbe testleri ise 94 kg kütleli serbest düşme çekici ile yapılmıştır. Testlerde soğuk çekilmiş yumuşak çelikten (BS 3602-CFS 360) imal edilmiş dikişsiz borular kulanılmıştır. Boruların dış çapı 50.8 mm, et kalınlığı 1.6 mm ve uzunluğu 203.2 mm'dir. Sonuç bölümünde, analitik ve sonlu elemanlar yöntemleri kullanılarak elde edilen kuramsal değerlerin deneysel bulgularla karşılaştırılması yapılmış ve mantıksal bir uyum içerisinde oldukları görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Boru Çevrimi, Enerji Tutucu VI ABSTRACT MECHANICAL ENERGY ABSORPTION USING TUBE INVERSION ÇOLAKO?LU, Ali Mürteza Ph. D., Department of Mechanical Engineering Supervisor: Prof. Dr. R. Orhan YILDIRIM Co-Supervisor: Prof. Dr. Metin AKKÖK September 1996, 139 Pages The design and development of metal shell structures whichIn the second part of the study, finite element method is employed to investigate the free external tube inversion. The simulation is performed on a using ABAQUS (Version 5.4) finite element program package. Although the inversion is 3-D metal forming process, it is reduced to 2-D problem since the deformation of the tube is axisymmetric. Two different meshes are generated using SAX1 (2-D axisymmetric linear shell element) and CAX4R (2- D axisymmetric bilinear solid element) elements. Both quasi-static and impact loading models are developed. Elastic, Mises yield and isotropic hardening material model is assumed. In the last part of the study an experimental work is done. Pre formed tubes are inverted using a specially designed and manufactured inversion fixture. Quasi-static tests are done using a displacement controlled universal testing machine. The impact tests up to 10 m/s are done on a 94 kg drop weight apparatus. In the tests cold drawn seamless mild steel tubes (BS 3602-CFS 360) with 50.8 mm outside diameter, 1.6 mm wall thickness and 203.2 mm length are used. At the end, the analytical and finite element predictions are compared with the experimental results and the agreement is seen to be a reasonable. Keywords: Tube Inversion, Invertube, Energy Absorber IV 158

öz EKSENEL ELEMANLARDA TEK BOYUTLU GERİLME DE?İŞİMLERİ TANER, Mehmet Ersan Yüksek Lisans Tezi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı Tez Yöneticisi: ProfDr. R.Orhan YILDIRIM Ortak Tez Yöneticisi : Y. Doç.Dr. Haluk DARENDELİLER Eylül 1995, 120 sayfa. Bu çalışmada, eksenel elemanlardaki bir boyutlu gerilme değişimleri araştralmışrır. Bu amaçla geliştirilen bilgisayar programlan ile çubuk şeklindeki elemanların çarpışmaları sonucunda oluşan gerilme dalgalan ve bir çubuğun ucuna etki eden darbenin yarattığı gerilme değişimleri incelenmiştir. Elemanların uzunlukları, kesit alanları, uzunlukları boyunca sahip oldukları kesit farklılıkları, malzeme özellikleri, sınır koşullan ve ilk hızlar girdi değerleridir. Eksenel gerilmelerin zamana göre ve çubuk boyunca olan değişimleri grafiksel biçimde görüntüleraniştir. Sayısal çözümlemeler, deneysel ve diğer sayısal çalışmalardan elde edilen sonuçlar ile karşüaştalmıştir. Anahtar Sözcükler: Bir Boyutlu Gerilme Değişimleri, Eksenel Eleman, Stres Dalgası, Elastik Dalga, Çubuk, Darbe ABSTRACT ONE DIMENSIONAL STRESS VARIATIONS IN LONGITUDINAL MEMBERS TANER,Mehmet Ersan M.Sc, Department of Mechanical Engineering Supervisor : Prof. Dr. R.Orhan YILDIRIM Co-Supervisor : Asst Prof.Dr.Haluk DARENDELİLER September 1995, 120 pages. In this study, one dimensional stress variations in longitudinal members are investigated. Stress waves that are generated from a coaxial impact of two longitudinal members and stress variations due to a pulse acting at one end of a bar are examined. Computer programs are developed and improved to solve different situations of impact phenomena. Geometric and material conditions, properties of members and initial conditions constitute input values. The variation of stress with respect to time and/or distance are graphically presented by the use of computers. The outputs are then compared with experimental works, and with the results obtained by some numerical analyses. Keywords: One-Dimensional Stress Variations, Longitudinal Member, Stress Wave, Elastic Wave, Bar, Impact IV 120

ÖZ MEVCUT BALİSTİK TİP ORTA-HIZLI DARBE DÜZENE?İNİN GELİŞTİRİLMESİ VE TEST EDİLMESİ GÖRATEŞ, Mesut Yüksek Lisans Tezi, Makina Mühendisliği Anabilim Dalı Tez Yöneticisi: Prof. Dr. R. Orhan YILDIRIM Şubat, 1994, 132 sayfa Bu çalışmada, mevcut olan balistik tip orta-hızlı darbe düzeneği daha yüksek mermi hızlarını sağlayacak önemli tasarım değişiklikleri yapılarak geliştirilmiştir. Mekanik ateşleme mekanizması yerine elektrikle çalışan mekanik bir kombine sistem kullanmak suretiyle de ateşleme sistemi emniyeti geliştirilmiştir. Ateşleme test sonuçlan, hız limitleri içinde kalan deneyler için düzeneğin güvenir olduğunu ortaya koymuştur. Elektrikle çalışan mekanik kombine ateşleme mekanizmalı ve barutla-çalışan konvansiyonel bir silah, basit fakat güvenilir iki elektronik mermi hızı ölçme ünitesi, basit bir geri tepme mekanizması, korunaklı bir hedef ünitesi ve basit bir mermi tutma ünitesi bu sistemin ana parçalandır. Silah ölçülerini belirlemek için mevcut cihaz hesaplamalarına benzer bir analitik iç balistik hesaplama yöntemi kullanılmıştır. Geri tepme mekanizmasının dinamik analizi yenigereksinimleri karşılayacak şekilde kontrol edilmiştir. Olası bir kazayı önlemek için ateşleme testleri süresince gerekli tüm emniyet tedbirleri alınmıştır. Anahtar Kelimeler Darbe, Darbe Düzeneği, Darbe Deneyi, Orta-Hızlı Darbe. Bilim Dalı Sayısal Kodu: 625.02.02 vı ABSTRACT DEVELOPMENT AND TESTING OF AN EXISTING BALLISTIC TYPE MEDIUM-SPEED IMPACT DEVICE GÖRATEŞ, Mesut M.S. Thesis in Mechanical Engineering Supervisor Prof. Dr. R. Orhan YILDIRIM February, 1994, 132 pages In this study, the existing ballistic type medium-speed impact device is developed by carrying out major design changes which enable higher muzzle velocities for projectiles. Safety of firing system is also improved by using combined electrical and mechanical firing mechanism instead of mechanical one. Firing test results proved the reliability of setup in order to carry out several experiments within it's velocity limits. A conventional powder-driven gun with a combined electrical and mechanical firing mechanism, two simple but reliable electronic projectile velocity measuring units, a simple recoil mechanism, a protected target unit and a simple projectile holding unit are the main parts of this system. An analytical internal ballistic calculation procedure similar to the one used for the existing device is followed to define the gun dimensions. The dynamic analysis of the recoil mmechanism is controlled to recover new requirements. All safety precautions are taken to prevent any possible accident during firing tests. Keywords: Impact, Impact Launcher, Impact Testing, Medium-Speed Impact. Science Code: 625.02.02 IV 132

ORTA-HIZLI DARBE DÜZENE?İNİN TASARIMI VE İMALATI Güngör, Teoman Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü, Y. Lisans Tezi Tez Yöneticisi: Doc.Dr. R. Orhan YILDIRIM 119 Sayfa, Şubat 1991 ÖZET Bu çalışmada, çeşitli malzemelerin darbe mukavemetlerini inceleyebilmek için, bir orta-hızlı darbe düzeneği tasarlanmış ve imal edilmiştir. Barutla çalışan bir silah, geri tepme mekanizması, elektronik mermi hızı ölçme ünitesi ve korunaklı bir hedef ünitesi bu düzeneğin ana parçalarıdır. Silah ölçülerini belirlemek için, yaklaşık ve ayrıntılı bir analitik iç balistik hesaplama yönetimi kullanılmış ve geri tepme mekanizmasının dinamik analizi yapılmıştır. Basit fakat güvenilir, bir mermi hızı ölçme sistemi kullanılmıştır. Herhangi bir kazaya sebebiyet vermemek için, gerek sistemin tasarım aşamasında ve gerekse sistemin çatışmasında, gerekli her türlü emniyet önlemi göz önünde bulundurulmuştur. Anahtar kelimeler : Darbe, darbe düzeneği, orta-hızlı darbe, darbe deneyi. DESIGN AND CONSTRUCTION OF A MEDIUM-SPEED IMPACT LAUNCHER Güngör Teoman Faculty of Engineering Department of Mechanical Engineering, M.S. Thesis Supervisor: AssocProf.Dr. R. Orhan YILDIRIM 119 Pages, February 1991 ABSTRACT In this study a medium-speed impact launcher setup has been designed and manufactured by which the impact strength of certain materials can be examined. A powder driven gun, a recoil mechanism, an electronic projectile velocity measuring unit and a protected target unit are the main parts of this system. An approximate and detailed analytical internal ballistic calculation procedure is carried out to define the gun dimensions and the dynamic analysis of the recoil mechanism is performed. A simple but reliable projectile velocity measuring system is employed. All possible safety precautions, both at the design stage and for the operation of the system are considered to prevent any accident. Key words : Impact, impact launcher, medium-speed impact, impact testing. Science Code : 625.02.02 iii 119

ÖZET BİLGİSAYAR YARDIMIYLA KULLANICI ETKİLEŞİMLİ STANDART CIVATA SEÇİMİ VE CİVATALI BA5LANTILARIN ANALİZİ YILMAZ, Levent Yüksek Lisans Tezi, Mak. Müh. Bölümü Tez Yöneticisi t Doç. Dr. R. Orhan Yıldırım Nisan 1990, 141 sayfa Bu çalışmada çeşitli yüklemeler altındaki bası civatalı bağlantıların bir IBM-XT uyumlu mikroilgisayar kullanarak standart civata, pul, somun seçimi ve analizleri yapılmıştır» Bu amaçla 6W-Basic programlama dilinde kullanıcı etkileşimli bir bilgisayar programı hazırlanmıştır. Başlıca vidalı bağlama elemanları olarak civatalar, somunsus vidalar, saplamalar ve diş tipi olarak dünyadaki yaygın kullanımı nedeniyle, `ISO-Metric` seçilmiştir. Programda çekme, kesme, ve bileşik yükleme altındaki contalı ve contasıs civatalı bağlantılar gözönüne alınmıştır. Eğilme gerilmelerinin etkisi bağlantının emniyet katsayısının artırılması ile karşılanmıştır. -v-Bağlantıdaki hem statik hem de dinamik ( sıfır ile maximum bir değer arasında tekrarlanan ) yükler gözönüne alınmıştır. Dinamik yük altındaki bağlantıların sonlu ve sonsuz ömür kıstaslarına göre tasarımı yapılabilmektedir. Civatalı bağlantıların sağlamlığı yükleme durumunda olduğu kadar ön sıkma durumunda da incel enmektedir. Seçim ve analizde civata güvenilir yükü, ilk sıkma yükü, en az sıkıştırma yükü, ve en çok civata yükü ana parametreler olarak gözönüne alınmıştır. Program iki amaçla kullanılabilmektedir. Birincisi, verilen yükleme ve geometrik kısıtlamalar gözönüne alınarak standart civata, pul ve somunun, sayı, tip ve boyutlarının civatalı bağlantı için belirlenmesidir, ikincisi ise, varolan bir bağlantının değişen girdilere göre analizini yapmaktır. Anahtar kelimeler bilgisayar yardımıyla standart civata seçimi, civata, ayrılabilir bağlantı, civatalı bağlantı Bilim Kodu : 625.02.07 -vı- ABSTRACT INTERACTIVE COMPUTER AIDED SELECTION OF STANDARD BOLTS AND ANALYSIS OF BOLTED JOINTS YILMAZ, Levent M.S. in Mechanical Engineering Supervisor s Assoc. Prof. Dr. R. Orhan YILDIRIM April 1990, 141 pages In this study, the selection of standard bolts, nuts, and washers and the analysis of certain bolted joints under various types of loading have been performed by using an IBM-XT compatable micro- computer. For this purpose, an interactive computer program has been prepared in GW-Basic language» Bolts, cap screws, and studs are selected as the basic types of screw fasteners, and ISO-Metric thread type is considered due to its world-wide use. In the program, metal to metal and gasketed types of bolted joints under pure tension, pure shear, and combined loading are considered. The effect of bending stresses is compensated by increasing the overall safety factor of the joint. -in-Both static and fatigue ( varying between zero and a maximum value ) loadings of joints are taken into, account. For the -fatigue loading, the joint can be designed -for in-finite li-fe or -finite life. The strength of the bolted joints is examined during loading as well as during tightening. Bolt proof load, initial tightening load, minimum clamping load, and maximum bolt load are considered to be the basic parameters in the selection of bolts and analysis of the joint. The program has two modes of operation. First one is the selection of number, size and type of standard bolts, nuts and washers for a bolted joint under consideration with given loading conditions and geometric limitations. The second one is to analyse an already existing joint for changing inputs. Key words t computer aided selection of standard bolts, bolt, detachable joint, bolted joint Science Code ! 625.02.07 -iv- 141

YERÇEKİMSEL BİR DÜŞME ÇEKİCİNİN TASARIM VI İMALATI ÇOLAKO?LU, M. Ali Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü, Y. Lisans Tezi Tez Yöneticisi: Doç. Dr. R. Orhan YILDIRIM Eylül 1990, 66 Sayfa ÖZET Bu tez bir yerçekimsel düşme çekicinin tasarımını, imalatım ve kalibrasyonunu içermektedir. İmalat ODTÜ Makina Mühendisliği Bölümünde yapılmıştır. Metale şekil vermekte kullanılan makinalar ayrıntılı olarak incelenmiştir. Bu incelemelerden elde edilen bilgilerin ışığı altında; yerçekimsel düşme çekici, düşük çarpma hızlarında metale şekil verme işlemlerinin yapılabileceği en basit ve ucuz araç olarak görülmüştür. Çekiçlerin, genel dizayn esasları verilmiştir. İmal edilen yerçekimsel düşme çekici iki kızak direği, bir örs, bir koç ve bir ani bırakma mekanizmasını içermektedir. Koçun maximumçarpma hızı yaklaşık olarak 6` m/s dir. Eldeki koç ağırlığına göre düşme çekicinin iş yapma kapasitesi yaklaşık olarak 300 ] dür. Talaşsız çubuk kesme, sac çekme, şişirme gibi birçok metale sekil verme işlemleri, imal edilen bu düşme çekici kullanarak gerçekleştirilebilir. ANAHTAR KELİMELER : ÇEKİÇ, DÜŞME ÇEKİCİ, YERÇEKİMSEL DÜŞME ÇEKİCİ, DARBE, DARBE MAKİNALARI Bilim Kodu : 62^.02.02. vi DESIGN AND CONSTRUCTION OF A GRAVITY DROP HAMMER ÇOLAEO?LU, M.AÜ Faculty of Engineering Mechanical Eng. Department, M. Sc. Thesis Supervisor: Assoc. Prof. Dr. R. Orhan YILDIRIM September 1990, öd Pages ABSTRACT This thesis describes the design, construction and calibration of a gravity drop hammer. It was manufactured at the METU Mechanical Engineering Department. Metal forming machines are examined in detail. In the light of this investigation, the gravity drop hammer is found to be the simplest and cheapest device carrying out metal forming processess at low impact speeds. The general design considerations of hammers are given. The constructed gravity drop hammer consists of mainly two guides, a bottom anvil, ram and quick release mechanism. The üimaximum available impact speed of the ram is about 8 m/s. The work-capacity of the hammer is about 300 J for the existing ram. Most of the metal forming operations such as bar cropping, sheet metal operations and upsetting can be performed by using the constructed gravity drop hammer. Key words : HAMMER, DROP HAMMER, GRAVITY DROP HAMMER, IMPACT, IMPACT MACHINES Science Code : 625.02.02 iv 85

ÇUBUKLARDA TEK BOYUTLU EKSENEL GERİLME DALGALARININ İNCELENMESİ TORQSLU, Rıdvan Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bolümü, Ylisans Tezi Tez Yöneticisi : DoçJDr. R.Orhan YILDIRIM 114 Sayfa, Şubat 1990 Ö2ET Bu çalışmada, çubuklarda eksenel yönde bir uçtan verilen bir darbenin yarattığı gerilme dalgaları tek boyuta indirgenerek incelenmiştir, Çubuk boyunca herhangi bir kesitteki gerilmenin belirlenmesi için tek boyutlu gerilme dalgası denkleminin basitleştirilmiş çözümü kullanılmıştır, Bu amaçla geliştirilen iki bilgisayar programı yardımıyla çubuklardaki gerilme dalgasının yayılmasını gösteren Yer-2aman diyagramı, herhangi bir kesitte, belirtilen ana kadar gerilme ve his değişimleri ve gerilmenin zamana göre ve tüm çubuk boyunca olan üç boyutlu değişimi elde edilebilmektedir, Geliştirilen programlarla sabit kesit alanlı çubukların yanısıra, faturalı ve konik ara parçalı çubuklardaki eksenel gerilme dalgaları da incelenebilrnektedir, Çubuklardaki eksenel gerilme dalgaları sonlu elemanlar metodu kullanılarak ta incelenmiştir, Sonlu elemanlar analiz paket programı ANSYS kullanılarak elde edilen sonuçlar tek boyutlu gerilme dalgaları yöntemiyle bulunan çözümlerle karşılaştırılmıştır. Anahtar Sözcükler; Tek boyutlu gerilme dalgası, Çubuk, Gerilme dalgası. Elastik dalga, Darbe. Bilim Kodu : 625.03.02 iv INVESTIGATION OF ONE DIMENSIONAL LONGITUDINAL STRESS WAVES IN BARS TOROSLU, Rıdvan Faculty of Engineering Department of Mechanical Engineering, MS. Thesis Supervisor ; Assoc.Prof.Dr. RjOrhan YILDIRIM 114 Pages, February 1990 ABSTRACT The aim of this work is to investigate one dimensional stress waves in bars subjected to an axial impact loading at one end. Simplified solution of one -dimensional stress -wave theory is applied for the determination of the stress state at any section along the bar. Two computer programs are developed to obtain the pattern of stress wave propagation called as Space-Time diagram, stress, velocity and displacement changes up to a specified time for any section, and three-dimensional stress versus time curve for the total length of bars. It is also possible to examine stress waves in multi stepped and conical bars using the developed programs. The finite element method is also used to investigate stress waves in bars. Solutions obtained by using the finite element analysis package program ANSYS are then compared with the results of the one-dimensional stress wave theory. Keywords : One-dimensional stress wave, Bars, Stress wave, Elastic wave, Impact Science Code: 625.03.02 iii 114

ÖZET düzgün yüzeylerin arakesItlerînIn bilgisayar yardımı ile bulunması DALLI, Halil Yüksek Lisans Tezi, Mak. Müh. Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. R. Orhan YILDIRIM Şubat 1988, 154 sayfa Bu çalışma düz yüzlü ve eğri yüzlü cisimlerin arakesitlerini bulmaktadır. Bu amaçla, IBM uyumlu bir mikrobilgisayarda birbirinden bağımsız çalışan üç adet bilgisayar programı geliştirilmiştir. Bu programlar, çok yüzlü cisimlerin birbiri ilearakesitleriiçin, eğrilikli yüzeyli cisimlerin birbiri ile arakesitleri için ve eğrilikli yüzeyli cisimlerin çokyüzlü cisimler ilearakesitleriiçin hazırlanmıştır. Çok yüzlü cisimlerin arakesitlerini bulma yöntemi bir cismin kenarlarının diğer cismin yüzlerini delme noktalarını bulmak ve bu noktaları düz çizgilerle birleştirmektir. Eğrilikli yüzeylerin arakesitleri yüzey denklemlerini kullanarak arakesit denkleminin formüle edilmesiyle bulunur. Arakesit noktaları formülasyon parametreleri nin belirli aralık değerleri ile hesaplanır, daha sonra bu noktalar düz çizgilerle birleştirilir. -vProgramlardan elde edilen sonuçlar arakesitlerin hassasiyet sınırları içinde kabul edilebilir olduğunu göstermiştir. Bu programların kullanılmasıyla pratikte kullanılan birçok cismin arakesiti çok kolay bir şekilde birkaç dakikada elde edilebilir. Anahtar kelimeler: Bilgisayar yardımıyla tasarım, bilgisayar yardımıyla arakesit, geometrik modelleme, yüzeyler, yüzeylerin arakesiti. -vı- ABSTRACT COMPUTER AIDED INTERSECTION OF REGULAR SURFACES DALLI, Halil M.S. in Mechanical Eng. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. R. Orhan YILDIRIM February 1988, 154 page This vork is finding the intersections of objects with flat faces and curved surfaces. For this purpose three independent computer programs have been developed on a IBM compatible microcomputer. These programs are prepared for the intersection of polyhedra with each other, for the intersection of objects with curved surfaces with each other and for the intersection of objects with curved surfaces with polyhedra. The method of finding intersection of polyhedra is to find the piercing points between the edges of one object and the faces of the other object and combining these points with straight lines. The intersection of curved surfaces is found by formulation of intersection equation using the surface equations. The intersection points are calculated with some step of the formulation parameters, then these points are connected by straight lines. -Ill-The result of the programs showed that they are quite acceptable within the accuracy limits. By the use of the programs the intersection of most objects used in practice can easily be obtained in a couple of minutes. Key words: Computer aided design, computer aided intersection, geometric modelling, surf aces, intersection of surfaces. -IV- 154

ÖZET TALAŞSIZ ÇUBUK KESME İŞLEMİNİN İNCELENMESİ KALELİ, M. Serdar Yüksek Lisans Tezi, Makina Müh. Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. R. Orhan Yıldırım Şubat 1989, 123 sayfa Talaşsız çubuk kesme işlemi ayrıntılı olarak incelenmiş ve çubuk kalitesini etkileyen faktörler bir dizi deneyle belirlenmiştir. Test edilen malzemeler, alüminyum, pirinç ve iki ayrı tip düşük karbonlu çeliktir. Düşük hızda talaşsız çubuk kesme işlemi, basma konumunda çalıştırılan bir çekme cihazı yardımı ile gerçekleştirilmiştir. Yük-yol eğrileri elde edilmiş ve bunlara karşılık gelen iş miktarları hesaplanmıştır. Talaşsız çubuk kesme parametrelerinin kütük kalitesine olan etkileri, uzunluk ve çapsal uygunluk ve diklik cinsinden belirlenmiştir. Ç 1030 (SAE 1030) çelik için en iyi deneysel talaşsız çubuk kesme koşulları bulunmuştur. Kesilen kütüklerin durumlarını gösteren fotoiraflar da verilmiştir. Anahtar kelimeler: Talaşsız kesme, kütük üretimi, talaşsız çubuk kesme. iv ABSTRACT INVESTIGATION OF BAR CROPPING KALELİ, M. Serdar M.S. in Mechanical Eng. Supervisor: Assoc. Prof. Dr. R. Orhan Yıldırım February 1989, 123 pages The cropping process is examined in detail and the factors affecting the billet quality are determined through a series of experiments. Materials tested are aluminium, brass and two different types of low-carbon steel. Slow-speed cropping is applied by employing a tensile-testing machine in compression mode. The load- penetration curves are obtained and the corresponding spent works are evaluated. The effects of cropping parameters on billet quality are determined in terms of the length and diametral consistencies and squareness. The optimum experimental cropping conditions are found for Ç 1030 (SAE 1030) steel. The photographs illustrating the conditions of the cropped billets are also given. Key words: Cropping, billet production, bar cropping. Ill 123