Numerička analiza procesa penetracije pancirnog projektila 30 mm

DOI: https://doi.org/10.5937/vojtehg71-43502
Ključne reči: oklop, projektil, prodor, Weldox 460, numeričke metode

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.

Objavljeno
2023/06/08
Broj časopisa
Vol. 71 Br. 3 (2023): jul-septembar
Rubrika
Originalni naučni radovi

Sva prava zadržana (c) 2023 Predrag R. Pantović, Miroslav M. Živković, Vladimir P. Milovanović, Nenad M. Miloradović

Creative Commons License

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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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).