Numerička analiza procesa penetracije pancirnog potkalibarnog projektila kalibra 30 mm
Sažetak
Uvod/cilj: U novije vreme, sa tendencijom razvoja novih tipova oklopne municije, neophodna su stalna ulaganja u razvoj novih tipova oklopnih prepreka. Prepreke od visokolegiranih čeličnih ploča i dalje su najbolji vid zaštite od municije većeg kalibra. Postoji niz faktora koje treba uzeti u obzir pri odabiru legure, uključujući težinu, dimenzije, predviđenu upotrebu, željene balističke performanse i cenu. U skladu s tim, u ovom radu je prikazana numerička analiza prodora potkalibarnog projektila kalibra 30 mm, brzine 1300 m/s, u čelične ploče različitih debljina, izrađene od legure Weldox 460, na udaljenosti od 1000 m.
Metode: Numeričkom analizom i modeliranjem konačnih elemenata izračunati su naponi i deformacije efekta penetracije. Za definisanje karakteristika materijala korišćeni su Džonson-Kukov materijalni model i model loma materijala, a za definisanje modela i izvođenje numeričkih proračuna – softverski paketi FEMAP i LS Dyna.
Rezultati: Za potrebe numeričke analize procesa prodiranja ovog tipa projektila u oklopne prepreke, izračunate su četiri različite debljine oklopnih ploča: 10 mm, 50 mm, 100 mm i 110 mm. Za svaku od njih prikazani su rezultati u obliku naprezanja i pomeranja, a opisan je i fenomen interakcije između potkalibarnog projektila i oklopne ploče.
Zaključak: Modeliranje udara na oklopne prepreke je izuzetno teško, dugotrajno i složeno, a definisani modeli veoma uspešno (ili uz izvesno odstupanje) određuju pravi problem probijanja projektila. Jedna od najefikasnijih metoda za rešavanje problema ove vrste, i drugih sličnih, u novije vreme jeste analiza metodom konačnih elemenata. Materijal i dimenzije mete, kao i balistički parametri i materijal projektila najviše utiču na prodor projektila. Otpor mete na proboj se povećava kada se svi ulazni parametri održavaju na istom nivou, a njena debljina se povećava, i obrnuto.
Reference
Flores-Johnson, E.A., Shen, L., Guiamatsia, I. & Nguyen, G.D. 2014. Numerical investigation of the impact behaviour of bioinspired nacre-like aluminium composite plates. Composites Science and Technology, 96, pp.13-22. Available at: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2014.03.001.
German, R.M. 2022. Sintered tungsten heavy alloys: Review of microstructure, strength, densification, and distortion. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 108, art.number:105940. Available at: https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2022.105940.
Gyürösi, M. 2019. Mecar's M929 APFSDS-T ammunition undergoes trials in Slovakia. Janes, 17 May [online]. Available at: https://www.janes.com/defence-news/news-detail/mecars-m929-apfsds-t-ammunition-undergoes-trials-in-slovakia [Accessed: 02 September 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.
Magier, M. 2010. The Conception of the Segmented Kinetic Energy Penetrators for Tank Guns. Journal of Applied Mechanics, 77(5), art.number:051802. Available at: https://doi.org/10.1115/1.4001714.
-Nammo. 2023. 30mm x 173 APFSDS-T. Nammo.com [online]. Available at: https://www.nammo.com/product/our-products/ammunition/medium-caliber-ammunition/30-mm-seriess/30mm-x-173-apfsds-t/ [Accessed: 02 September 2023].
Pantović, R., Živković, M., Milovanović, V. & Miloradović, N. 2023. Numerical analysis of the penetration process of a 30mm armor-piercing projectile. Vojnotehnički glasnik/Military Technical Courier, 71(3), pp.678-710. Available at: https://doi.org/10.5937/vojtehg71-43502.
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.
-Sturgeon's House. 2018. Tanks guns and ammunition. Sturgeonshouse.ipbhost.com [online]. Available at: https://sturgeonshouse.ipbhost.com/topic/1086-tanks-guns-and-ammunition/page/10/ [Accessed: 02 September 2023].
Sun, M., Cao, W., Hu, D., Zhang, N. & Chi, R. 2021. Effect of Cover Plate on the Ballistic Performance of Ceramic Armor. Materials, 14(1), art.number:1. Available at: https://doi.org/10.3390/ma14010001.
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: Springer Berlin. Available at: https://doi.org/10.1007/978-3-662-03885-7.
Sva prava zadržana (c) 2024 Predrag R. Pantović, Aleksandar V. Kari, Aleksa D. Aničić, Miroslav M. Živković, Vladimir P. Milovanović
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).