Çelik ve Kompozit Malzemelerin Birleşimiyle Balistik Zırh Tasarımının Performansının Sonlu Elemanlar Yöntemiyle Analizi ve Optimizasyonu

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Betül Coşkun

Danışman: Murat Makaracı

Özet:

Günümüzde hızla değişen güvenlik dinamikleri, özellikle kentsel çatışmalar ve artan balistik tehditler karşısında, savunma sistemlerinden yalnızca yüksek koruma değil; aynı zamanda hafiflik, taşınabilirlik ve stratejik esneklik de beklenmesini zorunlu kılmıştır. Geleneksel çelik zırhlar yüksek mukavemet sunmakla birlikte, ağırlıkları sebebiyle modern mobil platformlar için yetersiz kalmaktadır. Bu noktada, çelik ve gelişmiş kompozit malzemelerin sinerjik birleşimiyle oluşturulan hibrit zırh sistemleri, yeni nesil tehditlere karşı dengeli ve etkili çözümler sunmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, çelik ve kompozit katmanlardan oluşan çok katmanlı balistik zırh yapılarının, sayısal yöntemlerle balistik performansını analiz etmek ve optimum tasarım parametrelerini belirlemektir. Bu kapsamda, sonlu elemanlar yöntemi (FEA) kullanılarak; farklı malzeme kombinasyonları, katman kalınlıkları ve dizilim yapılarına sahip modeller detaylı şekilde simüle edilmiştir. Enerji sönümleme kapasitesi, arka yüz deformasyonu ve sistem ağırlığı gibi kritik performans kriterleri çerçevesinde en verimli zırh konfigürasyonları ortaya konmuştur. Yüksek mukavemetli çeliklerin darbe dayanımı ile kompozit malzemelerin hafiflik ve enerji emme avantajlarını birleştiren bu hibrit yapıların, yalnızca deneysel yöntemlerle optimize edilmesi oldukça maliyetli ve zaman alıcıdır. Bu nedenle, bu tezde kullanılan ileri düzey sonlu elemanlar modellemesi, hızlı, ekonomik ve yüksek doğrulukta sonuçlar sunarak sektörel Ar-Ge süreçlerine katkı sağlamaktadır. Elde edilen bulgular, zırh sistemlerinin başarısının sadece kullanılan malzeme türünden değil; aynı zamanda katman sıralaması, kalınlık oranları ve malzeme davranışlarının doğru modellenmesinden geçtiğini göstermektedir. Bu çalışma, savunma sanayii başta olmak üzere, balistik koruma teknolojilerine yönelik yenilikçi, maliyet-etkin ve yüksek performanslı çözümlerin geliştirilmesine ışık tutmakta; aynı zamanda akademik ve endüstriyel çalışmalara sağlam bir bilimsel temel sunmaktadır.