Zastosowanie cieczy i żeli nienewtonowskich w osłonach balistycznych

• Autorzy: Tatko R. , Hoppe J.

Warianty tytułu

EN

Application of shear thickening fluids for ballistic shields

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono aktualny stan wiedzy dotyczący zastosowania cieczy nienewtonowskich w osłonach balistycznych. Szczególne znaczenie dla zastosowań balistycznych mają ciecze zagęszczane ścinaniem, dla których wraz ze wzrostem szybkości ścinania następuje nieproporcjonalnie szybszy przyrost naprężeń stycznych w cieczy. Obecne badania skupiają się na dwóch sposobach wykorzystania tych cieczy: impregnowanie miękkich osłon balistycznych wykonywanych z tkanin z włókien aramidowych czy polietylenowych oraz impregnowanie lekkich, sprężystych pianek siatkowych, o otwartych porach, wykorzystywanych jako wewnętrzna warstwa osłon balistycznych. Wyniki przeprowadzonych badań świadczą o korzystnym wpływie cieczy nienewtonowskich na właściwości balistyczne osłon.

Słowa kluczowe

PL

ciecz nienewtonowska; ciecz zagęszczana ścinaniem; osłona balistyczna; pancerz

EN

non-Newtonian fluid; shear thickening fluid; ballistic shields; armour

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego
• Czasopismo: Materiały Wysokoenergetyczne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 2
• Strony: 37--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Tatko R.

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Instytut Budownictwa, Plac Grunwaldzki 24a, 50-375 Wrocław, PL

autor

Hoppe J.

• Systemy Zabezpieczeń Bankowych „JAKUSZ”, ul. Przemysłowa 40, 83-400 Kościerzyna, PL

Bibliografia

• [1] Przestrzenna elastyczna osłona balistyczna, Instytut Technologii Bezpieczeństwa MORATEX, ulotka informacyjna.
• [2] Wielofunkcyjna osłona balistyczna TK/Pm 06, Instytut Technologii Bezpieczeństwa MORATEX, ulotka informacyjna.
• [3] Field Fit Solutions, Scanfiber Composites A/S.
• [4] Quigley C., Horak K., Devine R., Dagher H., Parent L., Landis E., Goslin K., Cassidy E., The development and evaluation of modular ballistic panels for fabric shelters, Proc. 25th Army Science Conf., ‘Transformational Army Science and Technology - Charting the Future of S&T for the Soldier’ 2006.
• [5] Scanshock i Scanblast, ulotki informacyjne, Scanfiber Composites A/S.
• [6] Morye S.S., Hine P.J., Duckett R.A., Carr D.J., Ward I.M., A comparison of the properties of hot compacted gel-spun polyethylene fibre composites with conventional gel-spun polyethylene fibre composites, Composites: Part A, 30, 1999, 649–660.
• [7] Sheikh A.H., Bull P.H., Kepler J.A., Behaviour of multiple composite plates subjected to ballistic impact, composites Science and Technology, 69, 2009, 704–710.
• [8] Tan V.B.C., Shim V.P.W., Tay T.E., Experimental and numerical study of the response of flexible laminates to impact loading, Int. J. of Solids and Structures, 40, 2003, 6245–6266.
• [9] Morye S.S., Hine P.J., Duckett R.A., Carr D.J., Ward I.M., Modelling of the energy absorption by polymer composites upon ballistic impact, Composites Science and Technology, 60, 2000, 2631–2642.
• [10] Hockauf M., Meyer L.W., Pursche F., Diestel O., Dynamic perforation and force measurement for lightweight materials by reverse ballistic impact, Composites: Part A, 38, 2007, 849–857.
• [11] Mayo Jr. J.B., Wetzel E. D., Hosur M.V., Jeelani S., Stab and puncture characterization of thermoplasticimpregnated aramid fabrics, Int. J. of Impact Engineering, 36, 2009, 1095–1105.
• [12] Demir T., Ubeyli M., Yıldırım R.O., Investigation on the ballistic impact behavior of various alloys against 7.62 mm armor piercing projectile, Materials and Design, 29, 2008, 2009–2016.
• [13] Zhou D.W., Stronge W.J., Ballistic limit for oblique impact of thin sandwich panels and spaced plates, Int. J. of Impact Engineering, 35, 2008, 1339–1354.
• [14] Teng X., Wierzbicki T., Huang M., Ballistic resistance of double-layered armor plater, Int. J. Impact Engineering, 35, 2008, 870–884.
• [15] Jena P.K., Ramanjeneyulu K., Kumar K.S., Bhat T.B., Ballistic studies on layered structures, Materials and Design, 30, 2009, 1922–1929.
• [16] Lee Y.S., Wetzel E.D., Egres Jr. R.G., Wagner N.J., Advanced Body Armor Utilizing Shear Thickening Fluids, 23rd Army Science Conf., Orlando, FL. December 2-5, 2002.
• [17] Lee Y.S., Wetzel E.D., Wagner N.J., The ballistic impact characteristics of Kevlar woven fabrics impregnated with a colloidal shear thickening fluid, J. Materials Science, 38, 2003, 2825–2833.
• [18] Egres Jr. R.G., Decker M.J., Halbach C.J., Lee Y.S., Kirkwood J.E., Kirkwood K.M., Wagner N.J., Wetzel E.D., Stab Resistance Of Shear Thickening Fluid (STF) - Kevlar Composites For Body Armor Applications, Proc. 24th Army Science Conf., Orlando, FL., Nov. 29 - Dec. 2, 2004.
• [19] Egres Jr. R.G., Lee Y.S., Kirkwood J.E., Kirkwood K.M, Wetzel E.D., Wagner N.J., “Liquid armor”: Protective fabrics utilizing shear thickening fluids, IFAI 4th Int. Conf. on Safety and Protective Fabrics, Pittsburgh, PA., October 26-27, 2004.
• [20] Decker M.J., Halbach C.J., Nam C.H., Wagner N.J., Wetzel E.D., Stab resistance of shear thickening fluid (STF) - treated fabrics, Composites Science and Technology, 67, 2007, 565–578.
• [21] Hassan T.A., Rangari V.K., Jeelani S., Synthesis, processing and characterization of shear thickening fluid (STF) impregnated fabric composites, Materials Science and Engineering A, 2010, doi:10.1016/j.msea.2010.01.018.
• [22] Rosen A.B., Laufer C.H.N., Kalman D.P., Wetzel E.D., Wagner N.J., Multi-Threat Performance of Kaolin-Based Shear Thickening Fluid (STF) - Treated Fabrics, Proc. SAMPE 2007, Baltimore, MD., 3-7 June 2007.
• [23] Kalman D.P., Schein J.B., Houghton J.M., Laufer C.H.N., Wetzel E.D.,Wagner N.J., Polymer Dispersion Based Shear Thickening Fluid - Fabrics For Protective Applications, Proc. SAMPE 2007, Baltimore, MD., 3-7 June 2007.
• [24] Dawson M.A., McKinley G.H., Gibson L.J., The Dynamic Compressive Response of an Open-Cell Foam Impregnated With a Non-Newtonian Fluid, J. Applied Mechanics, 76, 2009.
• [25] Dawson M.A., Composite plates with a layer of fluid-filled, reticulated foam for blast protection of infrastructure, Int. J. Impact Engineering, 36, 2009, 1288–1295.