Geleneksel ve ızgara yüzey uygulanmış namlunun modal analiz karşılaştırması ve performans analizi

Barutun keşfi ile birlikte başlayan ateşli silahlar serüveni, günümüzde teknolojik gelişimini son hızla devam ettirmektedir. Ateşli silahlarda hassasiyet ve verimlilik çalışmaları önemine istinaden mermi çekirdeğine kinetik enerji kazandırılan namlu bölümü ile ilgili detaylı çalışmalar yapılmaktadır. Namlu bölümünde patlama enerjisinden kaynaklı olarak titreşim meydana gelmektedir. Bu titreşim hedef üzerinde atış hassasiyetini ve doğruluğunu bozmaktadır. Bu çalışmada 763 gr ağırlığa sahip geleneksel bir AR-15 otomatik tüfeğinin namlusu kullanılarak, nTopology programı ile ızgara (isogrid) yüzey uygulanarak topolojik optimizasyon sonucu namlu 699 gr. ağırlığa ulaşmıştır. Her iki namlu için Ansys programında modal analiz gerçekleştirilmiştir. Mod frekanslarının artışı hedeflenerek yapısal rijitliğin artırılması amaçlanmıştır. Aynı zamanda ANSYS Workbench LS-Dyna programı ile yapısal dayanım kontrolü yapılarak ızgara yüzey uygulanmış namlunun doğrulaması yapılmıştır. Modal analiz sonucunda ilk on bir mod için yalnızca beşinci, altıncı ve sekizinci modda modal frekans düşüşü olduğu görülmüş ve diğer modlar için farklı yüzdelerde artış gerçekleştiği görülmüştür. Geleneksel namluda iç balistik basınç-zaman grafiğine göre en yüksek basıncın olduğu zaman adımında Workbench LS-Dyna programında yapılan yapısal analizde 856,91 MPa gerilme olduğu görülmüştür. Izgara yüzey uygulanmış namluda ise 811,38 MPa gerilme görülerek yüzde 5,31 oranında gerilme düşüşü sağlanmıştır. Bu sonuçlar doğrultusunda ızgara yüzey uygulanmış namlunun hedef hassasiyeti ve doğruluğunun artış gösterdiği görülmüştür.