Numerička analiza procesa penetracije pancirnog projektila 30 mm
Sažetak
Uvod/cilj: Tanke ploče od čelika visoke čvrstoće često se koriste u civilnim i vojnim sistemima balističke zaštite. Za odabir vrste legure koja će se koristiti potrebno je ispuniti niz kriterijuma, kao što su uslovi upotrebe, željene balističke performanse, težina, dimenzije i cena. U radu je urađena numerička analiza probojnosti pancirno-probojnog projektila kalibra 30 mm, brzine 750 m/s, na udaljenosti od 1000 m, u ploče različite debljine od legure čelika Weldox 460.
Metode: Analiza je izvršena numeričkim metodama i modeliranjem konačnih elemenata za proračun napona i deformacija uzrokovanih efektom probojnosti. Za definisanje karakteristika materijala korišćen je Džonson-Kukov materijalni model i model loma materijala, a za definisanje modela i izvođenje numeričkog proračuna korišćeni su softverski paketi FEMAP i LS Dyna.
Rezultati: Za definisanje rezultata izvršene numeričke analize korišćene su vrednosti napona i deformacija. Prikazani su rezultati za četiri različite debljine oklopnih ploča: 30 mm, 33 mm, 34 mm i 40 mm. Pokazan je efekat penetracije i interakcija između projektila i oklopne ploče.
Zaključak: Modelovanje uticaja oklopnih prepreka je veoma složeno, obimno i zahtevno, a formirani modeli na veoma uspešan način (ili sa određenim odstupanjem) aproksimiraju stvarni problem prodora projektila. Analiza metodom konačnih elemenata se, u novije vreme, pokazala kao jedan od efikasnijih pristupa za rešavanje ovakvih i sličnih problema. Materijal i dimenzije prepreke, kao i materijalni i balistički parametri projektila, imaju najveći uticaj na prodor projektila. Održavanjem svih ulaznih parametara na istom nivou, i povećanjem debljine mete, povećava se i njen otpor na prodor.
Reference
Bataev, I.A., Tanaka, S., Zhou, Q., Lazurenko, D.V., Jorge Junior, A.M., Bataev, A.A., Hokamoto, K., Mori, A. & Chen, P. 2019. Towards better understanding of explosive welding by combination of numerical simulation and experimental study. Materials & Design, 169, art.number:107649. Available at: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.107649.
Champagne, V.K., Helfritch, D.J., Trexler, M.D. & Gabriel, B.M. 2010. The effect of cold spray impact velocity on deposit hardness. Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 18, art.number:065011. Available at: https://doi.org/10.1088/0965-0393/18/6/065011.
Elek, P. 2018. Balistika na cilju.Belgrade: University of Belgrade, Faculty of Mechanical Engineering (in Serbian). ISBN: 978-86-7083-966-3 [online]. Available at: https://www.mas.bg.ac.rs/_media/biblioteka/izdanja/17/17.02.pdf [Accessed: 03 March 2023].
Heuzé, O. 2012. General form of the Mie–Grüneisen equation of state. Comptes Rendus Mécanique, 340(10), pp.679-687. Available at: https://doi.org/10.1016/j.crme.2012.10.044.
Liu, Z.S., Swaddiwudhipong, S. & Islam, M.J. 2012. Perforation of steel and aluminum targets using a modified Johnson–Cook material model. Nuclear Engineering and Design, 250, pp.108-115. Available at: https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2012.06.026.
Murthy, V.C.A.D. & Santhanakrishnanan, S. 2020. Isogrid lattice structure for armouring applications. Procedia Manufacturing, 48, pp.e1-e11. Available at: https://doi.org/10.1016/j.promfg.2020.05.099.
Rezasefat, M., Mostofi, T.M., Babaei, H., Ziya-Shamami, M. & Alitavoli, M. 2018. Dynamic plastic response of double-layered circular metallic plates due to localized impulsive loading. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials: Design and Applications, 233(7), pp.1449-1471. Available at: https://doi.org/10.1177/1464420718760640.
Spasić, D.M. 2018. Numerical modeling of the impact of projectiles on metal structures. Vojnotehnički glasnik/Military Technical Courier, 66(1), pp.63-105. Available at: https://doi.org/10.5937/vojtehg66-9604.
Wang, X. & Shi, J. 2013. Validation of Johnson-Cook plasticity and damage model using impact experiment. International Journal of Impact Engineering, 60, pp.67-75. Available at: https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2013.04.010.
Wilkins, M.L. 1999.Computer Simulation of Dynamic Phenomena. Heidelberg: SpringerBerlin. Available at: https://doi.org/10.1007/978-3-662-03885-7.
Sva prava zadržana (c) 2023 Predrag R. Pantović, Miroslav M. Živković, Vladimir P. Milovanović, Nenad M. Miloradović
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
Ovaj rad je pod Creative Commons Autorstvo 4.0 međunarodnom licencom.
Vojnotehnički glasnik omogućava otvoreni pristup i, u skladu sa preporukom CEON-a, primenjuje Creative Commons odredbe o autorskim pravima:
Autori koji objavljuju u Vojnotehničkom glasniku pristaju na sledeće uslove:
- Autori zadržavaju autorska prava i pružaju časopisu pravo prvog objavljivanja rada i licenciraju ga Creative Commons licencom koja omogućava drugima da dele rad uz uslov navođenja autorstva i izvornog objavljivanja u ovom časopisu.
- Autori mogu izraditi zasebne, ugovorne aranžmane za neekskluzivnu distribuciju rada objavljenog u časopisu (npr. postavljanje u institucionalni repozitorijum ili objavljivanje u knjizi), uz navođenje da je rad izvorno objavljen u ovom časopisu.
- Autorima je dozvoljeno i podstiču se da postave objavljeni rad onlajn (npr. u institucionalnom repozitorijumu ili na svojim internet stranicama) pre i tokom postupka prijave priloga, s obzirom da takav postupak može voditi produktivnoj razmeni ideja i ranijoj i većoj citiranosti objavljenog rada (up. Efekat otvorenog pristupa).