Dergiler / Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2021 / Cilt: 10 - Sayı: 2

Silika esaslı kayma ile kalınlaşan sıvı emdirilmiş aramid kumaşların darbe ve balistik performansları

Stab and ballistic performances of aramid fabrics impregnated with silica based shear thickening fluids

Sayfa
847–854
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Ayrıca, STF/aramid hedeflerin esnekliğinin de ham aramid kumaşa göre önemli bir ölçüde azalmadığı da görülmüştür.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışma, kayma ile kalınlaşan sıvılar (KKSler) ile işlem görmüş gelişmiş bıçak ve balistik dirençlere sahip aramid kumaş üretimine odaklanmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Balistik test sonuçları, ham aramid kumaş ve STF/aramid hedefler arasındaki balistik dirençte artış olduğunu göstermiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Ayrıca, STF/aramid hedeflerin esnekliğinin de ham aramid kumaşa göre önemli bir ölçüde azalmadığı da görülmüştür.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Aramid kumaş · Kayma ile kalınlaşan sıvılar · Darbe direnci

Özet

Bu çalışma, kayma ile kalınlaşan sıvılar (KKSler) ile işlem görmüş gelişmiş bıçak ve balistik dirençlere sahip aramid kumaş üretimine odaklanmaktadır. KKSler, PEG ve etil alkol içinde silika parçacıklarının homojenleştirilmesi, kurutma ve öğütme aşamaları ile hazırlanmıştır. Reolojik ölçümler, silika nanopartiküllerin PEG'e eklenmesinin, kayma ile kalınlaşma davranışını arttığını göstermiştir. Silika konsantrasyonu arttıkça, partiküller arası kuvvetler artmakta ve bu da partiküller arasındaki sürtünmeyi büyük ölçüde arttıarak KKSlerin gelişmiş bir kayma ile kalınlaştırma özelliğine neden olmaktadır. Yarı statik ve dinamik bıçak direnç testleri, artan kayma ile kalınlaşma tepkisinin, KKS/ aramid hedeflerinde ham aramid kumaşa göre artan bıçak performansına karşılık geldiğini göstermiştir. Balistik test sonuçları, ham aramid kumaş ve STF/aramid hedefler arasındaki balistik dirençte artış olduğunu göstermiştir. Ayrıca, STF/aramid hedeflerin esnekliğinin de ham aramid kumaşa göre önemli bir ölçüde azalmadığı da görülmüştür.

Abstract

This study focuses on the production of aramid fabric with improved stab and ballistic resistances treated with shear thickening fluids (STFs). The STFs were prepared by homogenization of various amount of silica particles within the PEG and ethyl alcohol, drying, and grinding steps. The rheological measurements showed that the addition of silica nanoparticles into the PEG, shear thickening behavior was enhanced. As silica concentration increased, the interparticle forces increased and so the friction between particles greatly increased, causing an enhanced shear-thickening property. Quasi-static and dynamic stab resistance tests showed that increasing shear thickening response corresponded to increased stab performance in the STF/aramid targets as compared to untreated aramid fabric. Ballistic test results showed that there was an increment in the ballistic resistance between untreated fabric and STF/aramid composites. It was also found that the flexibility of STF/aramid targets did not decrease significantly compared to the untreated aramid fabric.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

GÜNEŞ, O. Ç., YILDIZ, S., GÜNEŞ, M. D., ŞENEL, F., TANOĞLU, M. (2021). Silika esaslı kayma ile kalınlaşan sıvı emdirilmiş aramid kumaşların darbe ve balistik performansları. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 10 - Sayı: 2, 847–854. https://ajindex.com/articles/414265

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (10)

  1. B.A. Cheeseman, T. A. Bogetti, Ballistic impact into fabric and compliant composite laminates, Composite Structures, 61 (1), 161-173, 2003. https://doi.org/10.1016/S0263-8223(03)00029-1.
  2. M. Decker, C. J. Halbach, C. H. Nam, N. J. Wagner, E. D. Wetzel, Stab resistance of shear thickening fluid (STF)-treated fabrics, Composites Science and Technology, 67 (3), 565-578, 2007. https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2006.08.007.
  3. H. M. Rao, M. Hosur, J. Mayo, S. Burton, S. Jeelani, Stab Characterization of Hybrid Ballistic Fabrics, Proceedings of the Annual Society for Experimental Mechanics Conference, pp. 1-4,
  4. Albuquerque, New Mexico, USA, 2009.
  5. V. B. C. Tan, T. E. Tay, and W. K. Teo, Strengthening fabric armour with silica colloidal suspensions, International Journal of Solids and Structures, 42 (5), 1561-1576, 2005. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.20 04.08.013. A. Srivastava, A. Majumdar, and B. Butola, Improving the impact resistance of textile structures by using shear thickening fluids: a review, Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, 37 (2), 115-129. 2012. https://doi.org/10.1080/10408436.2011.613493.
  6. Y. S. Lee, E. D. Wetzel, and N. J. Wagner, The ballistic impact characteristics of Kevlar® woven fabrics impregnated with a colloidal shear thickening fluid, Journal of Materials Science, 38 (13), 2825-2833, 2003. https://doi.org/10.1023/A:1024424200221.
  7. Y. Duan, M. Keefe, T. A. Bogetti, B. Powers, Finite element modeling of transverse impact on a ballistic fabric, International Journal of Mechanical Sciences, 48 (1), 33-43, 2006. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci. 2005.09.007. A. Srivastava, A. Majumdar, and B. S. Butola, Improving the impact resistance performance of Kevlar fabrics using silica based shear thickening fluid, Materials Science and Engineering: A, 529, 224-229, 2011. https://doi.org/10.1016/j.msea.2011.09.021.
  8. H. Barnes, Shear‐thickening (“Dilatancy”) in suspensions of nonaggregating solid particles dispersed in Newtonian liquids, Journal of Rheology, 33 (2), 329-366, 1989, https://doi.org/10.1122/1.550017.
  9. Y. S. Lee and N. J. Wagner, Dynamic properties of shear thickening colloidal suspensions, Rheologica Acta, 42 (3), 199-208, 2003. https://doi.org/10.1007 /s00397-002-0290-7.
  10. T. J. Kang, C. Y. Kim, and K. H. Hong, Rheological behavior of concentrated silica suspension and its application to soft armor, Journal of Applied Polymer Science, 124 (2), 1534-1541, 2012. https://doi.org/10.1 002/app.34843. E. D. Wetzel, Y. S. Le