تحلیل تجربی و عددی تحلیل‌تجربی‌وعددی‌تاثیراستفاده از دوصفحه‌سوراخ‌دار درجلوی صفحه‌هدف دربرابر ضربه ‌بالستیک

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

بهره‌گیری از صفحه‌های سوراخ‌دار به عنوان جزئی از یک مجموعه صفحه زرهی به منظور حفاظت از افراد و تجهیزات در جلوی صفحه هدف مدتی است که مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. بدین منظور تاکنون بررسی در خصوص استفاده از یک صفحه سوراخ‌دار در جلوی صفحه هدف مورد توجه بوده و مشخص گردیده که استفاده از یک صفحه سوراخ‌دار در مجموعه صفحه‌های زرهی دارای مزیت‌های متعددی می‌باشد. اما این مجموعه صفحه، قابلیت ایجاد حفاظت بالستیک 100% را نخواهد داشت. به همین دلیل ایده استفاده از دو صفحه سوراخ‌دار در جلوی صفحه پایه مطرح گردیده و در این پژوهش پیامدهای این نوع چیدمان با انجام مطالعات تجربی و عددی مختلف مورد تحلیل قرار گرفته است. مشاهدات انجام پذیرفته حاکی از آن است که استفاده از دو صفحه سوراخ‌دار در جلوی صفحه پایه اگرچه موجب افزایش ضخامت و وزن آنها می‌گردد، در عین حال حفاظت بالستیک مجموعه صفحه‌های زرهی را در مقابل پرتابه ورودی به خصوص در نقاط ضعف استفاده از یک صفحه سوراخ‌دار در جلوی صفحه پایه بهبود می‌بخشد. با مقایسه تغییر شکل‌های حاصله در آزمایش‌های تجربی و شبیه‌سازی‌های عددی انجام‌شده به کمک نرم‌افزار LS-DYNA ، همگرایی مناسبی بین نتایج مشاهده شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Z. Rosenberg, Y. Ashuach, Y. Yeshurun, E. Dekel (2009) On the main mechanisms for defeating AP projectiles, long rods and shaped charge jets, Int. J. Impact Eng, 36(4) 588-596.
[2] M. Ravid, Y. Hirschberg (2006) Perforated armor plates, in, Google Patents.
[3] S. Balos, V. Grabulov, L. Sidjanin, M. Pantic, I. Radisavljevic (2010) Geometry, mechanical properties and mounting of perforated plates for ballistic application, Mater. Des., 31(6): 2916-2924.
[4] S. Balos, I. Radisavljevic, D. Rajnovic, M. Dramicanin, S. Tabakovic, O. Eric-Cekic, L. Sidjanin (2015) Geometry, mechanical and ballistic properties of ADI material perforated plates, Mater. Des., 83: 66-74.
[5] N. Kilic, Y. Erbil, B. Ekici, A. Erdik, D. Bircan (2011) Ballistic behavior of perforated armor plates against 7.62 mm armor piercing projectile, in:  Proceedings of the 2nd International Symposium on Computing Science and Engineering, pp. 720-726.
[6]  N. Kılıç, S. Bedir, A. Erdik, B. Ekici, A. Taşdemirci, M. Güden (2014) Ballistic behavior of high hardness perforated armor plates against 7.62mm armor piercing projectile, Mater. Des., 63: 427-438.
[7] N. Kılıç, B. Ekici, S. Bedir (2017) Optimization of high hardness perforated steel armor plates using finite element and response surface methods, Mech. Adv. Mater, 24(7) 615-624.
[8] B. Mishra, P.K. Jena, B. Ramakrishna, V. Madhu, T.B. Bhat, N.K. Gupta (2012) Effect of tempering temperature, plate thickness and presence of holes on ballistic impact behavior and ASB formation of a high strength steel,  Int. J. Impact Eng., 44 : 17-28.
[9] B. Mishra, B. Ramakrishna, P.K. Jena, K. Siva Kumar, V. Madhu, N.K. Gupta (2012) Experimental studies on the effect of size and shape of holes on damage and microstructure of high hardness armour steel plates under ballistic impact, Mater. Des., 43: 17-24.
[10] I. Radisavljevic, S. Balos, M. Nikacevic, L. Sidjanin (2013) Optimization of geometrical characteristics of perforated plates, Mater. Des., 49: 81-89.
[11] P. Pawlowski, T. Fras (2017) Numerical and experimental investigation of asymmetrical contact between a steel plate and armour-piercing projectiles, in:  11th European Ls-Dyna Conference.
 
[12] W. Burian, J. Marcisz, L. Starczewski, M. Wnuk (2017) A probabilistic model of optimising perforated high-strength steel sheet assemblies for impact-resistant armour systems, Problemy Mechatroniki: uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa, 8.
[13] W. Burian, P. Żochowski, M. Gmitrzuk, J. Marcisz, L. Starczewski, B. Juszczyk, M. Magier (2019) Protection effectiveness of perforated plates made of high strength steel, Int. J. Impact Eng, 126: 27-39.
[14] A. Mubashar, E. Uddin, S. Anwar, N. Arif, S. Waheed Ul Haq, M. Chowdhury (2019) Ballistic response of 12.7 mm armour piercing projectile against perforated armour developed from structural steel, Proceedings of (IMechE, Part L: Mater. Des., 233(10): 1993-2005.
[15] Y.Y. Émurlaeva, I.A. Bataev, Q. Zhou, D.V. Lazurenko, I.V. Ivanov, P.A. Riabinkina, S. Tanaka, P. Chen (2019)  Welding window: comparison of deribas’ and wittman’s approaches and SPH simulation results, metals, 9(12): 1323.
[16] E.A. Flores-Johnson, M. Saleh, L. Edwards (2011) Ballistic performance of multi-layered metallic plates impacted by a 7.62-mm APM2 projectile, Int. J. Impact Eng, 38(12) 1022-1032.
[17] M. Becker (2018) Numerical ricochet model of a 7.62 mm projectile penetrating an armor steel plate “, in:  precedings 15th International LS-DYNA Conference.
[18] B. Gladman, L.-D.K.U.s. Manual, Version 971  (2007) Livermore Software Technology Corporation (LSTC), Livermore, CA.
[19]  M. Buyuk, C.-D.S. Kan, N.E. Bedewi, A. Durmus, S. Ulku (2004) Moving beyond the finite elements, a comparison between the finite element methods and meshless methods for a ballistic impact simulation, in:  8th International LS-DYNA users conference.
[20] J. Zukas (2004) Introduction to hydrocodes, Elsevier.
[21] D.R. Lesuer, G. Kay, M. LeBlanc (2001) Modeling large-strain, high-rate deformation in metals, Lawrence Livermore National Lab.(LLNL), Livermore, CA (United States).
[22] J. Jung, Y.J. Cho, S.-H. Kim, Y.-S. Lee, H.-J. Kim, C.-Y. Lim, Y.H. Park (2020) Microstructural and mechanical responses of various aluminum alloys to ballistic impacts by armor piercing projectile, Mater. Charact., 159:110033.