A Probabilistic Model of Optimising Perforated High-Strength Steel Sheet Assemblies for Impact-Resistant Armour Systems

• Autorzy: Burian W. , Marcisz J. , Starczewski L. , Wnuk M.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0009.8995

Warianty tytułu

PL

Probabilistyczny model optymalizacji układów perforacji blach z wysokowytrzymałych stali do zastosowań w systemach osłon antyudarowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a concept for optimising an assembly of perforated metal sheets with a probabilistic theory, and the results of testing perforated bainite steel sheets with a nanocrystalline structure. The work presented herein was completed with an assumption of applying the perforated sheets in the design of anti-armour-piercing and anti-HEAT armour systems. The theoretical analysis and experimental research were performed for a 7.62 x 54R B-32 (API) projectile and a PG-7 rocket-propelled grenade.

PL

W artykule przedstawiono koncepcję optymalizacji układu perforacji blach na podstawie teorii probabilistycznej oraz wyniki badań blach perforowanych wykonanych ze stali bainitycznej o strukturze nanokrystalicznej. Prace zrealizowano w kierunku zastosowania płyt perforowanych w konstrukcjach osłon przeciwko pociskom przeciwpancernym oraz głowicom kumulacyjnym. Analizy teoretyczne i badania eksperymentalne przeprowadzono dla naboju 7,62 x 54R z pociskiem B-32 oraz granatu PG-7.

Słowa kluczowe

EN

mechanics; impact-resistant shields; nanostructural bainite steel; perforated sheet

PL

mechanika; osłony antyudarowe; nanostrukturalna stal bainityczna; blachy perforowane

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 8, Nr 1 (27)
• Strony: 71--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Burian W.

• Institute of Non-Ferrous Metals, 5 Sowińskiego Street, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Marcisz J.

• Institute for Ferrous Metallurgy, 12-14 K. Miarki Street, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Starczewski L.

• Military Institute of Armoured and Motor Vehicle Technologies, 1 Okuniewska Street, 05-070 Sulejówek, Poland

autor

Wnuk M.

• MIKANIT, 6 Kalinowej Łąki Street, 01-934 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Burian Wojciech, Jarosław Marcisz, Lech Starczewski. 2015. „Osłony antyudarowe na bazie perforowanych blach ze stali bainitycznej o strukturze nanokrystalicznej”. Problemy techniki uzbrojenia 136 (4) : 105-123.
• [2] Kilic Namik et al. 2014. “Ballistic behavior of high hardness perforated armor plates against 7.62 mm armor piercing projectile”. Materials & Design 63 : 427-438.
• [3] Haque Z. Bazle, Meaghan M. Kearney, John W. Gillespie Jr. 2012. “Advances in protective personnel and vehicle armors” Recent Pat Mater Sci. 5 : 103-34.
• [4] Ben-Moshe David. 1986. Patent Nr EP 0 209 221 A1. An armor assembly for armored vehicles.
• [5] Auyer A. Richard, Robert J. Buccellato, Andrew J. Gidynski, Richard M. Ingersol, Needangalam S. Sridharan. 1991. Patent No.: 5,014,593. Perforatedplatearmor.
• [6] Ravid Moshe, Yoav Hirchberg. 2009. Patent No.: 7,513,186 B2. Ballisticarmor.
• [7] Norris William J., Craig A. Smith. 2010. Patent No.: WO 2010/036411 A2. Perforated armor with geometry modified for lighter weight.
• [8] Madhu Vemuri, Balaksrishna T. Bhat. 2011. “Armour protection and affordable protection for futuristic combat vehicles”. Defence Scientific Journal 61 : 394-402.
• [9] Balos Sebastian, Vencislav Grabulov, Leposava Sidjanin, Mladen Pantic, Igor Radisavljevic. 2010. “Geometry mechanical properties and mounting of perforated plates for ballistic application”. Matererials & Design 31 : 2916-2924.
• [10] Radisavljevic Igor, Sebastian Balos, Milutin Nikacevic, Leposava Sidjanin. 2013. “Optimization of geometrical characteristics of perforated plates” Matererials & Design 49 : 81-89.
• [11] Mishra Bidyapati, Pradipta Kumar Jena, Balaksrishnan Ramankrishna, Vemuri Mahdu, Balaksrishnan T. Bhat, Neha K. Gupta. 2012. “Effect of tempering temperature, plate thickness and presence of holes on ballistic impact behavior and ASB formation of a high strength steel”. Interntional Journal of Impact Engineering 44 : 17-28.
• [12] Mishra Bidyapati, Balaksrishnan Ramankrishna, Jena P.K., Kumar S.V., Vemuri Mahdu, Neha K. Gupta. 2013. “Experimental studies on the effect of size and shape of holes on damage and microstructure of high hardness armour steel plates under ballistic impact”. Matererials & Design 43 : 17-24.
• [13] Howell Ryan, Jonathan S. Montgomery, David C. Van Aken. 2008. Advancements in steel for weight reduction of P900 armor plate. In Proceedings of 26th army science conference, Orlando,USA.
• [14] Chocron Sidney, Charles E. Anderson, Donald Grosch, Carl H. Popelar. 2001. “Impact of the 7.62 mm APM2 projectile against the edge of a metallic target”. Interntional Journal of Impact Engineering 25 : 423-437.
• [15] Rosenberg Zvi, Yechezkel Ashuach, YehoshuaYeshurun, Erez Dekel. 2009. “On the main mechanism for defeating AP projectiles, long rods and shaped charge jets”. Interntional Journal of Impact Engineering 36 : 588-596.
• [16] Bhadeshia Harry. 2005. Hard bainite, TMS-The Minerals, Metals and Materials Society, 1 : 469-484.
• [17] Marcisz Jarosław, Bogdan Garbarz, Wojciech Burian, Mariusz Adamczyk, Adam Wiśniewski. 2011. New Generation Maraging Steel and High-Carbon Bainitic Steel for Armours. In Proceedings of the 26th International Symposium on Ballistics, Miami, USA, 1595-1606.
• [18] Marcisz Jarosław, Bogdan Garbarz, Wojciech Burian, Jerzy Stępień and Lech Starczewski. 2013. Ballistic testing of nano-precipitation hardened and nano-duplex steels. In Proceedings of the 27th International Symposium on Ballistics, Freiburg, Germany, 1834-1845.
• [19] Patent UP RP No. P394037, 20.05.2014, Patent pending in UP RP No. P396431/2011.
• [20] Burian Wojciech, Jarosław Marcisz, Bogdan Garbarz, Lech Starczewski. 2014. “Nanostructured bainite-austenite steel for armours construction”. Archives of Metallurgy and Materials 59 (3) : 1211-1216.
• [21] Marcisz Jarosław, Bogdan Garbarz, Wojciech Burian, Jerzy Stępień, Lech Starczewski, Robert Nyc. 2013. Badania balistyczne blach wykonanych z innowacyjnego gatunku stali bainitycznej NANOS-BA®. W Materiały XIX Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej: Problemy Rozwoju, Produkcji i Eksploatacji Techniki Uzbrojenia, UZBROJENIE 2013, Jachranka, Polska, 84.
• [22] Garbarz Bogdan, Wojciech Burian. 2014. „Microstructure and Properties of Nanoduplex Bainite-Austenite Steel for Ultra-High-Strength Plates” Steel Research International 85 (12) : 1620-1628.
• [23] Marcisz Jarosław, Wojciech Burian, Jerzy Stępień, Lech Starczewski, Małgorzata Wnuk. 2014. Stalowo-kompozytowe panele ochronne przeciw pociskom kumulacyjnym (PG) z zastosowaniem blach z nanokrystalicznej stali bainityczno-austenitycznej. W Materiały X Międzynarodowej Konferencji Uzbrojeniowej, Ryn, Polska.
• [24] Marcisz Jarosław, Wojciech Burian, Jerzy Stępień, Lech Starczewski, Małgorzata Wnuk, Jacek Janiszewski. 2014. Static, dynamic and ballistic properties of bainite-austenite steel for armours. In Proceedings of the 28th International Symposium on Ballistics, Atlanta, USA.
• [25] Radisavljevic Igor, Sebastian Balos, Milutin Nikacevic, Leposava Sidjanin. 2013. “Optimization of geometrical characteristics of perforated plates”. Materials & Design 49 : 81-89.

Uwagi

EN

1. This work has been compiled from the paper presented during the 11th International Armament Conference on Scientific Aspects of Armament and Safety Technology, Ryn, Poland, 19 to 22 September 2016.

PL

2. Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).