دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 8 2 2018 06 22 Penetration of Armored Piercing Projectile into Ultra-High Strength Steel Targets: Numerical and Experimental Investigation تحلیل عددی و تجربی نفوذ گلوله زرهی در اهداف فولادی فوق مستحکم 81 92 1305 10.22044/jsfm.2018.6804.2577 FA محمد نجفی کارشناس ارشد مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات، تهران، ایران سید هادی حسینی دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران جلال جودکی استادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران Journal Article 2018 02 18 In this article, penetration of an armored piercing projectile into ultra-high strength steel plates (Hardox450 and Hardox500) will be investigated by finite element (FE) analysis and experimental measurement. The ballistic impact is simulated by Abaqus FE software and the FE model is verified the results of experimental test. The mechanical behavior of the selected material is defined by Johnson-Cook plasticity model and Mie-Grunisen equation for damage model. The experimental tests are carried out on 30mm thickness plate. A 14.5mm armored piercing projectile is fired to the plate. The finite element results revealed that the projectile penetrates partially in Hardox500 steel while it can perforates Hardox450 steel. The penetration depth of the projectile when collisioning by 911m/s speed and at perpendicular state are 13 and 30mm for Hardox500 and hardox450 steel respectively. The penetration depth will be increased by increase in the impact angle from 30o to 90o. In addition, the reflection state changes at a specific angle according to the type of material. The transition angle are 40o and 60o for Hardox450 and Hardox500 steel respectively. Finally, the ballistic limit is calculated and determined as 900m/s and 1200m/s for Hardox450 and Hardox500 steel respectively. در این مقاله به بررسی نفوذ گلوله کالیبر 5/14میلی متری در ورق‌های فولادی فوق مستحکم هارداکس 450 و هارداکس 500 با ضخامت 30 میلی‌متر پرداخته می‌شود. با توجه به پیچیدگی پدیده برخورد، به منظور شبیه‌سازی دقیق فرآیند و بیان رفتار دقیق مکانیکی مواد از مدل پلاستیسیته و شکست جانسون-کوک و معادله حالت مای-گرونایزن استفاده شده است. برای تایید صحت شبیه‌سازی های انجام شده، اندازه‌گیری تجربی بر روی ورق‌های فولادی انجام شد و مطابقت خوبی با نتایج اجزاء محدود مشاهده گردید. با توجه به شرایط تعیین شده در استاندارد، هارداکس500 با ضخامت 30 میلی‌متر با ضریب اطمینان بالایی در برابر نفوذ کامل گلوله با سرعت اولیه m/s911 مقاومت می‌کند به طوری که در بدترین شرایط یعنی زاویه برخورد 90 بیشترین عمق نفوذ به 15میلی‌متر می‌رسد. در مقابل در شرایط یکسان گلوله به طور کامل در هارداکس 450 نفوذ خواهد کرد. نتایج شبیه‌سازی‌های اجزاء محدود برای هر دو جنس با زوایای برخورد از 30 تا 90 درجه نشان داد با کاهش زاویه برخورد علاوه بر کاهش میزان نفوذ، نحوه بازگشت گلوله نیز در زاویه مشخصی تغییر خواهدکرد به طوری که برای هارداکس 450 این زاویه برابر با 40 درجه و برای هارداکس 500 برابر با 60 درجه بدست آمد. با تکرار شبیه‌سازی‌ها در سرعت‌های مختلف در محدوده m/s 1200-200 برای هر دو جنس حد بالستیک آنها محاسبه شد و حد بالستیک برای هارداکس 500 برابر با m/s 1200 و برای هارداکس 450 حدود m/s 900 بدست آمد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1305_23f3535108c8081e713d961ae66fb72b.pdf