Numerical and experimental research on the impact of the Twaron T750 fabric layer number on the stab resistance of a body armour package

• Autorzy: Sokołowski D. , Barnat W.

Identyfikatory

DOI

10.5604/12303666.1172090

Warianty tytułu

PL

Numeryczno doświadczalne badanie wpływu ilości warstwy Twaron T750 na nożoodporność kamizelek ochronnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the paper was to research how the depth of penetration in dependence on the fabric layer number used in the ballistic package is changed. During the research, the following methodology was adopted: the object of study was Twaron T750 fabric, specially dedicated for use in bulletproof vests. Then a numerical model consisting of 35 layers of fabric was established, from which the following parameters were selected for registration: depth of the knife’s penetration, displacement, velocity and acceleration. Then experimental studies were carried out which reflected the numerical model. In the next step a numerical model was validated and variants for the number of layers included in the package were created. The computing environment was commercial software LS-Dyna. Experimental studies were recorded using a super-high-speed camera - PhantomV12. The studies were conducted on the basis of the NIJ Standard -0115.00 norm.

PL

Celem niniejszego artykułu jest zagadnienie wpływu ilości warstw tkaniny ar amidowej Twaron T750 na wartość penetracji energii kinetycznej w teście nożoodporności. Zagadnienie nożoodporności jest zjawiskiem złożonym, na które posiada wpływ wiele elementów. Jednym z nich jest zagadnienie ilości warstwy tkaniny, z której jest wykonany wkład ochronny. Ilość warstw tkaniny znajdującej się w pakiecie ochronnym jest wykonany wkład ochronny. Ilość warstw tkaniny znajdującej się w pakiecie ochronnym jest wartością, która w znaczący sposób wpływa na masę powierzchniową pakietu ochronnego. Z tego powodu precyzyjne określenie ilości warstw pakietu jest najistotniejszym elementem badań. Dokładne zbadanie zależności pomiędzy ilością warstw, a wartością penetracji oraz energii kinetycznej jest ważne dlatego, ponieważ posiadając taką wiedzę, można dokładnie dobrać odpowiednie parametry, by zapewnić wkładowi jak największą skuteczność ochrony.

Słowa kluczowe

EN

stab resistance; body armour; twaron fabric package; numerical model; experimental test

PL

kamizelki kuloodporne; Twaron T750; model numeryczny; badanie eksperymentalne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 24, no. 1 (115)
• Strony: 78--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sokołowski D.

• Department of Mechanics and Applied Computer Science, Faculty of Mechanical Engineering, Military University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Barnat W.

• Department of Mechanics and Applied Computer Science, Faculty of Mechanical Engineering, Military University of Technology, Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Barnat W, Sokołowski D, Gieleta R. Numerical and Experimental Research on Stab Resistance of a Body Armour Package. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2014; 22, 6(108): 90-96.
• 2. Miao X, Jiang G, Kong X, Zhao S. Experimental Investigation on the Stab Resistance of Warp Knitted Fabrics. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2014; 22, 5(107): 65-70.
• 3. Olszewska K, Polak J, Zielińska D, Struszczyk MH, Kucińska I, Wierzbicki L, Kozłowska J, Leonowicz M, Wiśniewski A. Textile Multilayered Systems with Magnetorheological Fluids for Potential Application in Multi-Threat Protections. Preliminary Stab - Resistance Studies. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2013; 21, 5(101): 112-116.
• 4. Yu K, Cao H, Qian K, Jiang L, Li H. Synthesis and Stab Resistance of Shear Thickening Fluid (STF) Impregnated Glass Fabric Composites. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2012; 20, 6A(95): 126-128.
• 5. El Messiry M. Investigation of Puncture Behaviour of Flexible Silk Fabric Composites for Soft Body Armour. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2014; 22, 5(107): 71-76.
• 6. Barauskas R. Multi-Scale Modelling of Textile Structures in Terminal Ballistics. In: 6th European LS-DYNA Users’ Conference, 2007.
• 7. Johnson A, Bingham AG, Majewski EC. Establishing the performance requirements for stab resistant Additive Manufactured Body Armour (AMBA). In: The 23rd Annual International Solid Freeform Fabrication (SFF) Symposium, 2012: 297-306.
• 8. Horsfall I. Stab Resistant Body Armour. Cranfield University, Engineering Systems Department Submitted For The Award of PhD, 2000.
• 9. Barauskas R. Multi-Scale Modelling of Textile Structures in Terminal Ballistics. In: 6th European LS-DYNA Users’ Conference, 2007.
• 10. Ha-Minh C, Imad A, Kanit T, Boussu F. Numerical analysis of a ballistic impact on textile fabric. International Journal of Mechanical Sciences 2013; 69: 32–39. DOI: 10.1016/j.ijmecsci.2013.01.014.
• 11. Nilakantan G, Keefe M, Gillespie JW Jr., Bogetti TA, Adkinson R. A Study of Material and Architectural Effects on the Impact Response of 2D and 3D Dry Textile Composites using LS-DYNA. In: 7th European LS-DYNA Users’ Conference, 2009.
• 12. Nilakantan G, Keefe M, Gillespie JW Jr., Bogetti TA. Novel Multi-scale Modeling of Woven Fabric Composites for use in Impact Studies. In: 10th European LS-DYNA Users’ Conference, 2008.
• 13. Nilakantan G, Keefe M, Gillespie JW Jr., Bogetti TA, Adkinson R, Wetzel ED. Using LS-DYNA to Computationally Assess the V0-V100 Impact Response of Flexible Fabrics Through Probabilistic Methods. In: 11th European LS-DYNA Users’ Conference, 2010.
• 14. Jones RM. Mechanics of composite materials. Taylor & Francis Inc., 1999.
• 15. LS-DYNA, Keyword User Manual, 2007.
• 16. LS-DYNA, Theory Manual, 2006.
• 17. Livermore Software Technology Corporation, Modeling of Composites in LS LS-DYNA.
• 18. Kozłowski R, Krasoń W. Numerical simulations in the study of water crossings on the example of a prototype pontoon bridge. Mechanik 2013; 11: 980-981.
• 19. Krasoń W, Kozłowski R. Dynamic analysis of a multi-mechanism on the example of special floating segments. Biuletyn WAT 2013; LXII, 3: 171-194.
• 20. Teijin Aramid. Ballistics material handbook, 2012.
• 21. Sofuoglu H, Rasty J. Flow behavior of Plasticine used in physical modeling of metal forming processes. Tribology International 2000; 33: 523–529.
• 22. Ouellet S, Cronin D, Worswick M. Compressive response of polymeric foams under quasi-static, medium and high strain rate conditions. Polymer Testing 2006; 25: 731–743.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.