Modelowanie numeryczne i analiza kuloodporności wielowarstwowych pakietów wykonanych z włókien paraaramidowych
Journal Title: Problemy Mechatroniki. Uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa - Year 2016, Vol 7, Issue 1
Abstract
Dobór odpowiedniej liczby warstw tekstylnego pakietu balistycznego, tak aby spełnić wymagane kryteria bezpieczeństwa stosownie do przyjętej klasy kuloodporności, realizowany jest głównie w oparciu o badania eksperymentalne w tunelu balistycznym z użyciem znormalizowanego podłoża. W pracy przedstawiono podejście doboru odpowiedniej liczby warstw pakietu poprzez modelowanie zjawiska uderzenia pocisku w pakiet balistyczny metodą elementów skończonych, co pozwala na ograniczenie zakresu badań eksperymentalnych. W przeprowadzonych badaniach analizowano metodą elementów skończonych uderzenie pocisku Parabellum 9 19 mm FMJ, składającego się z ołowianego rdzenia i płaszcza, w wielowarstwowy pakiet balistyczny złożony z tkanin paraaramidowych Twaron CT709. W pierwszym etapie badań, w celu doboru parametrów modelu pocisku, analizowano jego deformację wyznaczoną symulacyjnie i eksperymentalnie podczas uderzenia z różną prędkością w nieodkształcalną płytę. W następnym etapie, w celu doboru i weryfikacji parametrów modelu materiałowego tkaniny paraaramidowej Twaron CT709, wyznaczano symulacyjnie przy prędkości uderzenia pocisku 366 m/s wysokość stożka odkształcenia w pakietach tekstylnych o różnej liczbie warstw i prędkość resztkową po przejściu pocisku przez pakiet. Rezultaty tych badań weryfikowano następnie z publikowanymi wynikami badań eksperymentalnych. Ostatni etap badań symulacyjnych polegał na ocenie kuloodporności wielowarstwowych pakietów złożonych tkanin paraaramidowych Twaron CT709 podczas uderzenia pocisku Parabellum 9 19 mm z różnymi prędkościami. Przeprowadzono symulacje komputerowe uderzenia pocisku w pakiet balistyczny składający się z 8, 12, 16, 20 i 24 warstw dla zakresu prędkości uderzania 300-460 m/s, obejmującego klasy kuloodporności II-A, II i III-A. W wyniku przeprowadzenia badań uzyskano zweryfikowane eksperymentalnie modele materiałowe dla pocisku Parabellum 9 19 mm FMJ i tkaniny paraaramidowej Twaron CT709. Badania symulacyjne wielowarstwowych pakietów wykazały, że ich kuloodporność zależy od liczby warstw tkanin oraz prędkości uderzenia pocisku. Stwierdzono, że klasa kuloodporności II-A jest spełniona dla pakietu złożonego przynajmniej z 10 warstw tkaniny Twaron CT709. W przypadku klasy kuloodporności II, pakiet musi być złożony przynajmniej z 12 warstw, a w przypadku klasy kuloodporności III-A – przynajmniej z 16 warstw. Taka konfiguracja warstw dla poszczególnych klas kuloodporności zapewnia nieprzestrzelenie pakietu i maksymalną poprzeczną deformację mniejszą niż 44 mm.
Authors and Affiliations
Justyna DOMINIAK, Zbigniew STEMPIEŃ
Keywords
Related Articles
- EP ID EP77641
- DOI 10.5604/20815891.1195200
- Views 85
- Downloads 0
Design of Explosive Trains of Fuzes
This paper presents the examples of fuze explosive trains designing methods, on the example of 25-mm ammunition fuze. There have been described two, possible to choose, design methods for explosive trains of fuzes. The...
Współczesne systemy pomiarowe dla meteorologicznego wsparcia działań wojsk
Monitorowanie warunków atmosferycznych podczas planowania i wykonywania zadań bojowych stanowi jeden z podstawowych elementów wspomagających procesy decyzyjne i zwiększa możliwości pełnego wykorzystania sił i środków. Ak...
Verification of the Mathematical Model Determining a Projectile Six-Degree-of-Freedom Motion in the Air
The physical and mathematical models described in the “Modern Exterior Ballistics” [5] by Robert L. McCoy were verified. All the motion equations of projectile modelled as a stiff non-deformable body of six degrees of fr...
Taśma amunicyjna do 30 mm naboju – podstawy technologii produkcji
W artykule przedstawiono wyniki badań mających na celu opracowanie technologii produkcji stalowej taśmy amunicyjnej do 30 mm naboju. Opracowane etapy technologii dotyczą: - składu chemicznego i technologii wytapiania sta...
Zastosowanie metod DSC i DTA do szacowania parametrów bezpieczeństwa materiałów wysokoenergetycznych na przykładzie soli amonowej dinitroaminy
Metody DSC i DTA pozwalają przy zastosowaniu równań empirycznych wykorzystujących dane kinetyczne na zaklasyfikowanie substancji do potencjalnie niebezpiecznych lub bezpiecznych. Wykorzystanie reguły 100 oraz temperatury...