KATMANLI MALZEMELERDE GERİLME DALGASI GEÇİŞİNİN DENEYSEL VE NÜMERİK YÖNTEMLERLE BELİRLENMESİ: HOPKINSON BASINÇ BAR DENEYLERİ

Transkript

1 KATMANLI MALZEMELERDE GERİLME DALGASI GEÇİŞİNİN DENEYSEL VE NÜMERİK YÖNTEMLERLE BELİRLENMESİ: HOPKINSON BASINÇ BAR DENEYLERİ Doç. Dr. Mustafa GÜDEN Makina Mühendisliği Bölümü, Malzeme Arştırma Merkezi, İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Gülbahçe, Urla, İzmir Tel:232) Fax:(232) ÖZET Hopkinson Basınç Bar (HBB) testi malzemelerin yüksek hız deformasyon özelliklerini ve yapısal denklemlerini belirlemek için yaygın kullanılan bir teknikdir. Uzun çubuklarda tek yönlü elastik dalga geçişi prensibi temel alınarak geliştirilen test metodu ile yüksek hızlarda basma, çekme, kayma ve eğilme testleri yapılabilinmektedir. Bu bildiride HBB test metodu ile gerçekleştirilen, çok katmanlı zırh malzeme sisteminde kullanılan malzemeler üzerine yapılan yüksek deformasyon hız, çarpma (Taylor testi), projektör çapma ve çok katmanlı malzemlerde gerilme dalgası ölçümü testleri örneklerle özetlenmiştir. Nümerik metodlarla birleştirildiğinde, HBB test metodu çapma olaylarının laboratuar ortamında belirlenmesinde ve malzeme yapısal denklemlerinin kısa sürede doğrulanmasında araştırmacılara basit ve ekonomik bir yöntem sağlamaktadır. Anahtar kelimeler: Hopkinson basınç bar testi, zırh malzemeleri, elastik dalga geçişi 2. GİRİŞ Yirminci yüzyılın başında yaygın kullanıma başlanılan ateşli silahlara karşı en etkili zırh malzemesi olarak bilinen çeliğin yerine günümüzde iki ve/veya daha fazla malzeme tabakalarından oluşan çok katmanlı yapılar kullanılmaktadır. Zırh yapılarında, sadece kullanılan zırh malzemeleri değişmemiş korunma konseptide değişmiştir. Çelik zırhda kullanılan ters tabanca konsepti (Şekil 1(a)), çoklu fonksiyonel malzeme ile korunma konseptine dönüşmüştür. Çok katmanlı yapılarda, her bir tabaka farklı bir malzemeye ve malzeme özelliğine sahip

2 oldugundan zırh içerisinde oldukça farklı bir gorevi üstlenmektedir. Mermi ve/veya projektör ile ilk teması ve merminin deforme olmasını ve/veya parçalanmasını sağlayan tabaka sert bir seramik malzemedir (örneğin alüminyum oksit). Seramik tabakasının diğer bir fonksiyonu ise temas esnasında konik şekilde kırılarak arkadaki daha yumuşak tabaka üzerinde oluşan basma kuvvetini geniş bir alana yayarak, basınıcı ve yerel deformasyonu azaltmaktır (Şekil 1(b)). Seramiğin arkasındaki tabaka oldukça fazla deforme olma ozelligine sahip, cam elyaf takviyeli polimerik kompozit ve/veya metal malzemedir. Bu tabakanın fonksiyonu ise merminin seramik malzeme ile teması sonrasında arta kalan kinetik enerjisini emmek ve aynı zamanda parçalanan mermi ve seramik parçacıklarını tutmaktır. Çok katmanlı zırh yapıların çalışma mekanizmalarının anlaşılmasına paralel olarak onemli fonksiyonları yerine getirecek tabakalarda ilave edilmiştir. Ornegin, seramik tabakasının önüne yerleştirilen ince bir polimer kompozit tabakası (parçalanma şildi, bakınız (Şekil 2) kırılan ve arka tabakadan ayrılan seramik parçalarının fırlamasını ve seramik ve yumuşak malzeme tabakası arasına yerleştirilen lastik tabakası ise kırılan seramiklerin yumuşak tabakaya yapışık kalmasını saglamaktadır. Bu tabakalar, çoklu temaslarda zırh özelliğinin korunmasını sağlamaktadırlar. Tehdit esnasında ve sonrasında yangını önlemek amacı ile yangına dayanıklı fonel malzeme tabakası da ilave edilmektedir. (a) (b) Şekil 1 (a) Çelik zırhda ters tabanca konsepti: merminin kinetik enerjisini zırhı delerek harcaması ve (b) seramik ve polimer kompozit den oluşan çok katmanlı zırh koruma sistemi: seramik tabakanın mermiyi deforme etmesi ve konik kırılması. Yeni fonksiyonel zırh malzeme sistemlerinin geliştirilmesi için bu malzemlerde oluşan elastik ve/veya plastik gerilme dalga geçişlerinin anlaşılması ile mümkündür. Gerçek veya yapay mermilerle yapılan testler geliştirilen zırh malzeme sistemlerinin balistik sınırını belirlenmesinde olukça önemli olmasına

3 karşın, tabakalardan geçen gerilme dalgalarının belirlenmesinde yetersiz kalmaktadırlar. Balistik sınırın istatiksel yöntemlerle bulunması ve daha da önemlisi projektör ve/veya merminin zırh ile temas açısının ve mermi hızının her bir deneyde değişme ihtimali bu deneyleri zorlaştırmaktadır. Alternatif test yöntemleri arasında malzemelerin yüksek deformasyon hızlarında test etmek için 1949 yılında Kolsky tarfından geliştirlen Hopkinson Basınç Bar (HBB) test tekniği bulunmaktadır [1]. HBB test düzeneği tekli veya çoklu malzemelerin deformasyon özelliklerinin belirlenmesinde kullanılmasının yanında son yıllarda yapılan çalışmalarda gerilme dalga geçişlerinin belirlenmesinde de kullanılabileceği görülmüştür [2]. Bu bildiride, HBB test tekniği kullanılarak zırh malzemesi olarak kullanılan malzemler üzerine yapılan bazı testler özetlenmiştir. Klasik HBB test düzeneğine yapılan modifikasyonlara ve özelliklede çok katmanlı yapılarda dalga geçişini belirlemeye yönelik çalışmalara örnekler verilmiştir. Şekil 2 Seramik (alüminyum oksit) ve cam elyaf SC-15 epoksi kompozitten oluşan çoklu zırh malzeme sistemi. 3. HOPKİNSON BASINÇ BAR DENEYLERİ 3.1. Çalışma prensibi HBB ı gaz tabancası, çarpan, alan ve ileten çubuklar ve veri toplama ünitesinden oluşmaktadır (Şekil 3). Gaz tabancasından farklı hızlarda (v o) fırlatılan çarpan çubuk un alan çubuk a çarpması ile oluşan tek yönlü gerilme dalgasının bir kısmı

4 (test edilen malzemenin mekanik impedansına bağlı olarak) nümune-alan çubuk ara yüzeyinden geri dönmekte, kalan kısım ise alan çubuk üzerinde ilerlemektedir. Gelen ( g), dönen ( d) ve iletilen ( i) gerilme dalgalarının şekil değişim miktarlarının ölçümü ile malzeme üzerindeki gerilme ( n), şekil değişim miktarı ( n) ve şekil değişim miktarı hızı ( n) hesaplanabilmektedir. Hesaplamalar uzun çubuklarda elastik gerilme dalgasının tek yönlü hareketi varsayımı ile yapılmaktadır. HBB de kullanılan denklemler Tablo 1 de gösterilmektedir. Alan çubukta oluşan gerilme miktarı ( ç)çarpan çubuğun fırlatma hızı (v o) ve çubuk malzemesinin elastisite modülü (E ç ) ve elastik dalga hızı (C ç ) ile değişmektedir. Alan çubuk üzerindeki elastik dalganın zaman aralığı (T) çarpan çubuğun uzunluğuna (L ç ) ve elastik dalga hızına bağlıdır. Alan çubuk (u 1 ) ve ileten çubuk (u 2) uzamaları (Şekil 3) gelen, geri dönen ve iletilen şekil değişim miktarları ile hesplanmaktadır. Tablo 1 de gösterilen denklemlerde t zamanı göstermektedir. Nümunede oluşan gerilme iletilen şekil değişim miktarı ve nümune (A n ) ve çubuk (A ç ) kesit alanları ile değişmektedir. Nümunenin deformasyon hızı çarpan çubuk un hızının değişmesi ile ayarlanmaktadır. Şekil 3 HBB düzeneğinin şematik çizimi. HBB düzeneği ile malzemelerin farklı deformasyon hızlarındaki basma gerilmeşekil değişim davranışlarının belirlenmesinin yanında düşük hızlarda çapma özellikleri ve çok katmanlı malzemelerdeki dalga geçişi de belirlenmektedir. Statik hız deneyleri ile birleştirildiğinde ise malzemelerin çarpma olaylarında nümerik yöntemlerle veya programlarla modellenmesinde kullanılabilecek yapısal denklemleri oluşturulabilir. Basma testinin yanında, uygun modifikasyonlarla HBB düzeneğinde yüksek hız çekme, kayma ve eğilme testleride de yapılabilmektedir. Yüksek ve düşük sıcaklık mekanik testleri [3] ve deformasyon esnasında

5 nümunede oluşan adiyabatik ısınma ölçümleride HBB düzeneğinde geliştirilmiştir [4]. Hızlı kamera kullanımı ile yüksek deformasyon hızlarında oluşan hasarlar belirlenebilmektedir. Tablo 1. HBB ı veri analizinde kullanılan denklemler. Alan çubukta oluşan voeç vo gerilme ç ç ve şekil değişimi 2Cç 2Cç Gelen dalganın zaman 2Lç aralığı T C Alan ve ileten çubuk uzaması Numune şekil değişim miktarı Nümune şekil değişim hızı Nümune gerilimi u u 1 2 n. n n ç t C ( d ç g d ) C ç d 2 L 2 L A A t C t ç d s Cç d ç ç n ç i E d i 3.2. Tekli malzemelerin HBB ile testi Zırh yapı malzemelerinin nümerik analizinde farklı deformasyon hızlarındaki mekanik davranışların belirlenmesi, gerçeğe yakın malzeme yapı tasarımında oldukça önemlidir. Malzemelerin yüksek deformasyon hızlarındaki davranışları, statik hızlardaki davranışlarından oldukça faklıdır. Yüksek hızlarda adiyabatik ısınmanın gerilme azalmasına etkisi statik hızlardan çok daha fazladır. Ayrıca malzemeler genelikle yüksek deformasyon hızlarında daha kırılgan bir davranış göstermektedirler. HBB test düzeneği tekli malzemelerin yapısal denklemlerinin (örneğin Johnson ve Cook, MTS ve Zerrilli-Armstrong) belirlenmesinde en yaygın kullanılan tekniktir.

6 Çok katmanlı zırh yapılarında, arka katmanda yaygın kullanılan cam elyaf takviyeli epoksi ve vinilester kompozit yapıların en önemli özellikleri yüksek miktarda deformasyon enerjisi emme kabiliyetleridir. Şekil 4(a) da örgü (24 oz./yd 2 -woven) S2-cam elyaf takviyeli SC-15 epoksi kompozitin tipik HBB test ölçümü gösterilmektedir. Alan, dönen ve iletilen şekil değişim miktarı ölçümlerinin yanında nümune üzerindeki geyç ile direkt ölçülen şekil değişim miktarıda bu şekilde gösterilmektedir. Şekil 4(b) de ise kompozitin farklı hızlardaki gerilme-şekil değişim grafikleri gösterilmektedir. Deformasyon hızının artması ile kompozitin elastisite modülü ve kırılma gerilmesi artmaktadır (Şekil 4(b)). Gerilmedeki artışın, kırılma şekil değişim miktarının azalmasından daha fazla olması, SC-15 kompozit malzemesinin yüksek hız deformasyon hızlarında yüksek miktarda enerji emme özelliğini göstermektedir. Benzer özellikler, cam elyaf takviyeli vinilester kompozitte de gözlenmektedir (Şekil 5(a) ve 5(b)) [6]. Vinilester kompozitin elastisite modülü deformasyon hızına daha fazla duyarlı olmasına karşın kırılma şekil değişim miktarı daha düşüktür. Şekil değişim miktarı (V) nümune geyç'i dönen geyç'in kalkması -6 alan Zaman (mikrosaniye) iletilen Gerilme (MPa) E dinamik kırılma 3 1.1x1 3 s -1 2 E statik 5.7x1-2 s x1-3 s x1-4 s Şekil değişim miktarı (a) (b) Şekil 4 S2-cam (örgü) fiber takviyeli epoksi (SC-15) kompozitin kalınlık yönündeki (a) HBB test sonucu ve (b) deformasyon hızı ile değişen gerilme-şekil değişim miktarı grafikleri [5]. Polimer esaslı kompozit malzemeler yüksek deformasyon hızlarında enerji emme özelliklerini korumalarına karşın, metal matrisli kompozitler yüksek hızlarda daha kırılgan özellikler gösterirler [7-12]. Şekil 6(a) da %15 SiC w (vıskır) takviyeli T6 Al kompozitin ve matris alaşımının 224-T6 düşük ve yüksek deformasyon hızlarındaki gerilme-şekil değişimi grafikleri verilmektedir. Düşük hızlarda sünek olan 224 Al alaşımı yüksek hızlarda,35 şekil değişim miktarında adiyabatik ısınma nedeni ile oluşan adiyabatik kayma bandları üzerinde kırılmaktadır (Şekil 7(a)) [8]. Benzer şekilde adiyabatik kayma bandları SiC w kompozit malzemede de gözlenmiştir ancak kompozitte bandlar çok daha düşük şekil değişim miktarlarında oluşmaktadır (Şekil 7(b)). Yüksek hızlarda malzemenin deformasyonu esnasında oluşan ısının transferi için gereken zamanın kısıtlı

7 olması malzemenin ısınmasına neden olmaktadır. Isınma ile oluşan gerilme azalması, Şekil 6(b) de gösteridiği üzere malzemede artan deformasyon hızlarında gerilmenin azalmasına neden olmaktadır. Şekil 6(b) de gösterilen grafiklerde metal ve kompozit malzemenin deformasyon duyarlılığının az olması nedeni ile yüksek hızlarda gerilme adiyabatik ısınma ile azalmaktadır. Elastisite modülü(gpa) S2-Vinilester S2-SC log deformasyon hızı (s -1 ) Kırılma gerilemsi (MPa) S2-Vinilester S2-SC-15 kırılma mukavemeti krılma şekil değişimi log deformasyon hızı (s -1 ) (a) (b) Şekil 5 S2-cam elyaf takviyeli Vinilester ve epoksi (SC-15) kompozitlerde deformasyon hızı ile (a) elastisite modülü ve (b) krılma gerilmesi ve kırılma şekil değişimi grafikleri. Kırılma şekil değişimi Gerçek gerilme (MPa) SiC w s -1 SiC w x1-3 s s x1-3 s Gerçek şekil değişimi Gerilme (MPa) SiC w %15 şekil değişim SiC w %5 şekil değişim 224 %1 şekil değişim 224 %5 şekil değişim Deformasyon hızı (s -1 ) (a) (b) Şekil 6 %15 SiC w takviyeli 2124-T6 Alüminyum kompozit ve monolitik alaşımın (224) (a) düşük ve yüksek deformasyon hızı gerilme-şekil değişim davranışları ve (b) değişik şekil değişim miktarlarına tekabül eden gerilemenin deformasyon hızı ile değişimi [9].

8 (a) (b) Şekil 7 Yüksek hızlarda deformasyona uğrayan (a) 224 Al alaşımda ve (b) %15SiC w-2124 kompozitte oluşan adiyabatik kayma bandı ve kayma bandı üzerinde kırılma HBB ile çarpma testleri (Taylor testi) HBB düzeneği kullanılarak alüminyum köpük metalin alan çubuk a fırlatılması yöntemi ile (Taylor darbe deneyi) değişik çarpma hızlarında köpük metalin deformasyon davranışı belirlenmiştir [13]. Bu deneylerde kullanılan düzenek Şekil 8(a) da gösterilmektedir. Köpük metalin alan çubuk a çarpması ile oluşan gerilme alan çubuk üzerine yerleştirilen geyç ile ölçülmektedir. Şekil 8(b) de farklı hızlarda fırlatılan alüminyum köpüğün alan çubuk üzerinde oluşturduğu gerilme zamana karşılık gösterilmektedir. Lapotnikov ve diğerleri [13] köpüğün darbe deformasyon davranışını analitik ve nümerik yöntemlerle belirlemişlerdir. Zırh yapısında seramik ile kompozit arasına yerleştirilmesi üzerine yapılan çalışmalar köpüğün çarpma esnasında oluşan gerilmeyi kompozit tabaka üzerinde yaymada başarısız olduğunu göstermiştir [14]. Bunun temel nedeni, deformasyonun projektör veya merminin sadece köpük metal ile temas ettiğini alanda (Şekil 9(a) da A bölgesi) oluşmasıdır. Köpük metaldeki deformasyonu daha geniş bir alana yaymaya yönelik geliştirilen geometriler arasında köpük metalin içine kare ve altıgen metal tüpler yerleştirmektir (Şekil 9(b)). Altıgen tüp geometrisinde köpük metal deformasyonu sadece darbenin olduğu bölgeye değil aynı zamanda kenarlara doğruda yaydığı gözlenmiştir (Şekil 9(c)) [15]. Köpük metalin deformasyonu yaymadaki başarısızlığına rağmen projektorün ilk zırha çarpma esnasında zırhın stabilitesini arttırdığı bildirilmektedir. Seramik ve kompozit tabakası arasında kullanılabilecek alternatif malzemeler arasında gözenekli granüler malzemeler bulunmaktadır. Köpük metalin tersine bu malzemler basma kuvvetleri altında

9 konik kayma bandları üzerinde kırılmaktadırlar. Sinterlenmiş Ti6Al4V toz tabletleri bu yapılara örnektir, Şekil 1(a-c)). Konik kayma bandlarının arka tabakada oluşacak basınç alanını artırarak momentumum geniş alana yayılmasını sağlayacağı varsayılmaktadır. Sinterlenmiş toz tabletlerin yüksek hız deformasyon özellikleri üzerine çalışma yapılmasına karşın [16], katmanlı zırh yapısı içindeki performasyonları üzerine henüz çalışma yapılmamıştır. (a) İletilen gerilme (MPa) Alüminyum köpük.36 gcm m/s(mpa) 84 m/s (MPa) 178 m/s (MPa) Zaman (mikrosaniye) (b) Şekil 8 (a) HBB köpük metal Taylor darbe test düzeneği ve (b) alan çubuk a iletilen gerilme.

10 (a) (b) (c) Şekil 9 (a) Alüminyum köpük metalde basma esnasında oluşan lokal deformasyon bölgesi (A), (b) köpük-tüp geometrisi ve (c) altıgen tüp dolu köpükde deformasyonun yayılması. Şekil 1 Toz kompaklardan hazırlanan Ti6Al4V gözenekli yapı (a) basma testinden önce, (b) basma testinden sonra ve (c) deforme olan mikroyapı [16] HBB ile yapılan projektör çarpma testleri HBB test düzeneyinde projektör çarpma testleri, çarpan çubuk un önüne yerleştirlen bir projektör ve alan çubuk un önüne yerleştirlen silindir şeklindeki kompozit ve seramikten oluşan nümune ile yapılabilir (Şekil 11(a) ve (b)). Bu tür deneyler zırh-projektör temasını gerçekte kısmi yansıtmasına karşın, şekil değişim geyçlerinin nümune üzerine yerleştirilmesi ile yapılan ölçümler nümerik çalışmaların geçerliliğini test etmek için kullanılabilir. Şekil 11(c) de kompozit tabakasında boyuna ve enine yerleştirilen geyçlerden okunan ve alan çubuk a iletilen şekil deşim miktarlarının zamana göre değişimleri gösterilmektedir. Ayrıca bahsedilen düzenekte projektörün atış hızı ve şekli değiştirilerek dalga geçişleri ölçülebilir.

11 (a) (b),1 Şekil değişim miktarı,5 -,5 1 2 kompozit seramik alan çubuk geyç -1 geyç-2 geyç-3 3 -, Zaman (mikrosaniye) (c) Şekil 11 (a) HBB çarpan çubuk un ucundaki projektör ile çok katmanlı test nümunesinin çarpma testi (b) kompozit tabakasında çarpma ile oluşan hasarlar ve (c) kompozit üzerinden yapılan şekil değişim miktarları ölçümleri HBB ile çok katmanlı malzeme testi HBB düzeneyinde çok katmanlı malzemede katmanlar üzerinden geçen elastik dalga miktarları katmanlar üzerine yerleştirlen geyçlerle yapılabilir. Ancak deneylerde kullanılan geyçler yapıştırıldıkları alanlardaki şekil değişim miktarının ortalama değerlerinin göstermektedirler. Yerel bölgelerde şekil değişim miktarı ölçümleri çok küçük boyutlardaki geyçlerin kullanılması ile mümkündür. Bu ölçümlerin nümerik modellerle desteklenmesi gerekmektedir. Şekil 12 de 15 mm çapındaki seramik (Al 2 O 3 ) ve kompozit (S2-SC-15) tabakasından oluşan nümunenin HBB test sonuçları seramik ve kompozit tabakasının şekil değişim miktarları ile gösterilmektedir. Tabakalardan yapılan ölçümler ortalama şekil

12 değişim değerleridir. Şekil 13(a) da ise numerik modelle hesaplan seramik tabakası üzerindeki A, B ve C noktalarında oluşan gerilmeler, Şekil 13(b) de ise seramik tabakasının ortasından yapılan gerilme ölçümünü gösterilmektedir [2]. Bahsedilen yöntemle malzeme yapısal denklemleri kontrol edilebilmekte ve dalga geçişi esnasında oluşan deformasyon tahmin edilebilmektedir. Şekil 14(a) ve (b) de HBB test edilen %2 ve %1SiC parçacık Al kompozitin ve 7 mikrosaniyedeki HBB testindeki deformasyon durumları gösterilmektedir. Şekil 14(c) de ise gerçek malzemedeki deformasyon görülmektedir. Model ve gerçek malzeme deformasyonundaki benzerlik her bir tabaka için belirlenen yapısal denklemlerin (HBB kullanılarak belirlendi) doğruluğunu ispatlamaktadır. Tabakalı malzemlerde mekanik empadans farkı nedeli ile basma gerilmesinin yumuşak tabakadan çekme gerilmesi olarak dönmesi yapıda kırılma ve çatlaklara neden olabilmektedir. Bu durum Şekil 15 de %2 SiC parçacık-al, %1 SiC parçacık-al ve saf Al katmanlarından oluşan katmanlı malzemede görülmektedir. Düşük empdanslı katmandan dönen çekme gerilmeleri arayüzeyde malzemenin kırılmasına neden olmuştur. Şekil değişim miktarı ölçümü (V) alan çubuk ileten çubuk seramik tabkası kompozit tabakası Zaman (mikrosaniye) Şeklil 12 Katmanlı malzemenin tipik HBB test sonucu ve katmanlar üzerine yerleştirilen geyçlerden belirlenen şekil değişim miktarları.

13 Şekil 13 (a) Katmanlı malzeme model sonucu: seramik tabakasında dalga geçişi ve (b) deneysel sonuç [2]. (a) (b) (c) Şekil 14 (a) Katmanlı metal matris kompozitin HBB test modeli, zaman (a) mikrosaniye ve (b) 7 mikrosaniye ve (c) gerçek malzeme deformasyonu [17]. Şekil 15 %2, %1 SiC-parçacık Al ve saf Al tabakalarından oluşan metal bazlı kompozit yapının HBB testi sonucunda Al tabakasından kırılması [17].

14 4. DEĞERLENDİRME Uygun modifikasyonlarla HBB test düzeneyi ile farklı test metodları geliştirilebilir. Bu metodların en önemli avantajları loboratuarda gerçekleştirilmesi ve şekil değişim miktarları ölçümleri ile desteklenmesidir. HBB test düzeneğinde tekli malzemelerin yüksek hız deformasyon özelliklerinin belirlenmesi nümerik çalışmalar için oldukça gerekli olduğu kabul edilmektedir. Bahsedilen enstrümanlı deneyler ile çok katmanlı malzemlerdeki dalga geçişi ve hasar oluşumunu da belirlemek mümkündür. Nümerik yöntemlerle desteklendiğinde, farklı malzemelerden oluşan katmanlı malzemlerde ki dalga geçişi ve deformasyon özellikleri üzerine yapılan çalışmalar yeni malzeme sistemlerinin laboratuarda ortamında test edilmesine olanaklar sağlayacaktır. İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü nde malzeme karakterizasyonuna yönelik mevcut cihazlar şunlardır: Taramalı Elekton Mikroskobu, Statik Mekanik Test Cihazı, Metalografi cihazları, X-ışınımları kırınım cihazı. Yüksek hız deformasyon deneyleri için gerekli olan HBB test düzeneği kurma çalışmaları başlamıştır. HBB testleri şu anda NSF-TÜBİTAK projesi kapsamında University of Delaware de yapılmaktadır. Ayrıca yüksek hız deney metodları, elastik ve plastik gerilme dalga geçişi, malzeme yapısal denklemlerinin geliştirilmesi ve projektör-zırh deneylerini içeren bir yüksek lisans dersi (ME 54 High strain rate behavior of materials) her yıl bahar döneminde açılmaktadır. 5. TEŞEKKÜR Yazar, fonksiyonel dereceli metal matris kompozitlerin hazırlanması ve testine destek veren TUBİTAK ve NSF e (proje No: MİSAG-TÜBİTAK-7) teşekkür eder. Çalışmada sunulan deneysel ve nümerik çalışmaların bir kısmı Prof. Dr. Ian W. Hall un (University Delaware) yürütücülüğündeki projelerde gerçekleşmiştir. 6. KAYNAKLAR [1] Kolsky H. (1949) An investigation of mechanical properties of materials at very high rates of loading, Proc. Phys. Soc. Lond. B, 62, 676. [2] Tasdemirci A, Hall I. W., Gama B. A., Guden M. (24) Stress Wave Propagation Effects in two- and three-layered Composite Materials, J. Comp. Mater. 38, [3] Lennon A. M., Ramesh K. T.,(1998) A technique for measuring the dynamic behavior of materials at high temperatures Intern. J. Plasticity, 14,

15 [4] Bjerke T., Li Z., Lambros J., (22) Role of plasticity in heat generation during high rate deformation and fracture of polycarbonate Intern. J. Plasticity, 18, [5] Güden M., Yıldırım U., Hall I. W., (24) Effect of strain rate on the compression behavior of a woven glass fiber/sc-15 composite, Polymer Testing 23, [6] Akil Ö., Yıldırım U., Güden M., Hall I. W., (23) Effect of strain rate on the compression behavior of a woven fabric S2-glass fiber reinforced vinyl ester composite, Polymer Testing 22, [7] Güden, M., Hall, I. W., (2) High strain rate deformation behavior of a continuous fiber reinforced aluminum metal matrix composite, Computers and Structures, 76, [8] Güden, M., Hall, I. W., (1998) High strain rate properties of an SiCw/2124-T6 aluminum composite at elevated temperatures, Scripta. Mater., 39, [9] Güden, M., Hall, I. W., (1998) Dynamic properties of metal matrix composites: a comparative study, Mater. Sci. Eng., A242, [1] Güden, M., Hall, I. W.,(1998), High strain rate behavior of a SiC particulate reinforced Al 2 O 3 ceramic composite, Scripta Mater., 38, [11]Güden, M., Hall, I. W., (1997) High strain-rate compression testing of a shortfiber reinforced aluminum composite, Mater. Sci. Eng., A232, 1-1. [12]Güden, M., Hall, I. W., (1998) Quasi-static and dynamic compression behavior of an FP alumina reinforced aluminum metal matrix composite, J. Mater. Sci, 33, [13] Lopatnikov S. L., Gama B. A., Haque J., Krauthauser C., Gillespie J. W.,. Guden M., Hall I. W., (23), Dynamics of metal foam deformation during Taylor cylinder Hopkinson bar impact experiment Composite Structures, 61, [14] Gama B. A, Bogetti T.A., Fink B. K., Yu C.J., Claar T. D., Eifert H. H., et al. (21) Aluminium foam integral armor: a new dimension in armor design Compos Struct., 52, [15] Greene S. A., Hall I. W., Güden M., (22) Improving the energy absorption of closed cell aluminum foams, J. Mater. Letters, 21, [16] Guden M., Celik E., Akar E., Cetiner S., (sunuldu) Compression testing of a sintered Ti6Al4V powder compact for biomedical applications, Materials Characterization. [17] Yıldırım U., Investigation of quasi-static and dynamic mechanical properties of functionally graded SiC-particulate reinforced aluminum metal matrix composites, (24) Master Tezi, İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü.

16