Experimental verification of numerical simulation of projectile impact on ballistic shields

• Autorzy: Zatorski Z.

Warianty tytułu

PL

Eksperymentalna weryfikacja symulacji numerycznej ostrzału osłon balistycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work, the author presents experimental verification of numerical simulation of projectile impact on constructional shields. The experimental tests were performed at a unified test stand to investigate ballistic resistance of materials in field conditions. The stand was developed at the Polish Naval Academy in Gdynia, and then patented. The design of this test stand was based on construction of a ballistic pendulum, fitted to measure: impact force, turn angle of the ballistic pendulum X, impact velocity and residual velocity of the projectile. All the measurement data were transmitted to a digital oscilloscope and a personal computer. The ballistic velocity of the shield of VBL[R] – defined according to Recht’s and Ipson’s method, was compared with VBL[Z] and VBL[Z1] – determined according to the author’s method. Verification of numerically simulated ballistic velocity VRO versus the before mentioned velocity was carried out at the 10GHMBA-E620T steel shields impacted by 12.7 mm type B- 32 projectiles. The introduced method can be used for determining ballistic thickness hBL and ballistic velocity VBL for both homogeneous plates as well as multi layered constructional shields.

PL

W prezentowanej pracy opracowano weryfikację eksperymentalną symulacji numerycznej ostrzału osłon konstrukcyjnych. Eksperymentalne testy przeprowadzono na zunifikowanym stanowisku do badania w warunkach polowych odporności balistycznej materiałów. Stanowisko badawcze opracowano w Akademii Marynarki Wojennej w Gdyni, a następnie opatentowano. Projekt stanowiska oparto na konstrukcji wahadła balistycznego oprzyrządowanego w układy do pomiaru siły uderzenia, prędkości początkowej i resztkowej pocisku oraz kata obrotu wahadła x. Wszystkie dane pomiarowe były przenoszone do oscyloskopu cyfrowego i komputera PC. Prędkości balistyczne osłony VBL[R] wyznaczone zgodnie z metodą Rechta-Ipsona porównano z prędkościami VBL[Z] i VBL[Z1] wyznaczonymi zgodnie z metodą autora. Weryfikacje symulowanej numerycznie prędkości balistycznej wobec powyższych prędkości oparto na wynikach ostrzału osłon ze stali 10GHMBA-E620T pociskami B-32 kal. 12,7 mm. Wprowadzona metoda może być użyta równocześnie do określenia prędkości balistycznej VBL i grubości balistycznej hBL osłon jednorodnych i wielowarstwowych.

Słowa kluczowe

EN

ballistic velocity; experimental verification; numerical simulation; ballistic pendulum

PL

prędkość balistyczna; symulacja numeryczna; weryfikacja doświadczalna; wahadło balistyczne

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. LX, nr 4
• Strony: 545--555
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Zatorski Z.

• Faculty of Mechanical and Electrical Engineering, Polish Naval Academy of Gdynia, J. Smidowicza 69, 81-103 Gdynia, Poland

Bibliografia

• [1] Fila J., Zatorski Z.: The unified test stand for investigation of materials ballistic resistance, especially for ship, constructional and armour shields, Patent Nr 0641, 1998, AMW Gdynia. (in Polish)
• [2] Johnson G.R., Cook W.H.: A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures, Proceedings of the 7th International Symposium of Ballistics, The Hague, The Netherlands, 1983, pp. 541-547.
• [3] Szturomski B. i in.: Dynamic characteristics of ship materials for verification of numerical simulation of anti-terroristic shields, AMW Gdynia, 2009, (unpublished). (in Polish)
• [4] Zatorski Z.: Design of ballistic multi-layered steel shields, Marine Technology Transactions, 2006, Vol. 17, pp. 189-199.
• [5] Zatorski Z.: Diagnostics of ballistic resistance of constructional shields and experimental verification, Journal de Physique IV France, 2006, Vol. 134, pp. 1131-1135.
• [6] Zatorski Z.: Diagnostics of ballistic resistance of multi-layered shields and fracture mechanisms, Multi-phase and multi-component materials under dynamic loading, 10th European Mechanics of Materials Conference (EMMC10), Kazimierz Dolny, Poland, June 11-14, 2007, Eds. W. K. Nowacki and Han Zhao, IFTR PAS, Warsaw and LMT Cachan, pp. 441-450.
• [7] Zatorski Z.: Diagnostics of ballistic resistance multi-layered shields, The Archive of Mechanical Engineering, 2007, Vol. LIV, No. 3, pp. 205-218.
• [8] Zatorski Z.: Modelling and experimental verifications of energy absorbed by constructional shields under firing, The Archive of Mechanical Engineering, 2007, Vol. LIV, No. 1, pp. 17-25.
• [9] Zatorski Z.: Modelling of energy absorbed of homogenous plates under firing, Marine Technology Transactions, 2005, Vol. 16, pp. 317-328.
• [10] Zatorski Z.: Ballistic resistance of ceramic-rubber-steel composite, Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej, 2005, Nr 1, pp. 219-227. (in Polish)
• [11] Zatorski Z.: Ballistic resistance of ceramic-laminate composite, Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej, 2005, Nr 2, pp. 139-149. (in Polish)