Quasi-Static Investigations of 240-Bloom Gelatine for Ballistic Tests

• Autorzy: Fikus Bartosz , Basiński Norbert

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0016.2959

Warianty tytułu

PL

Badania quasi-statyczne żelatyny 240 Bloom dla testów balistycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of investigations of ballistic gel properties in quasi-static conditions. Specimens were prepared using the 240 Bloom gelatine, which was determined by product availability. Tests were carried out making use of a material testing machine to estimate the influence of gel share on stress-strain characteristics. Considered values of a gel mass content were equal to 10, 12, and 14%. Assumed parameters were determined on the material calibration stage conducted with steel balls with a diameter of 4.5 mm. The most significant influence of a gel content on mechanical properties of specimens were observed for a share of 10% and 12%. The conducted preliminary tests are a part of investigations aimed at assessment if it is possible to calibrate the ballistic gel making use of mechanical characteristics obtained in quasi-static tests without shooting.

PL

Niniejsza praca stanowi opis oraz wyniki prac realizowanych w ramach badań quasi-statycznych żelatyny (o sile żelowania 240 Bloom) przeznaczonej do testów balistycznych, która jest najczęściej stosowanym substytutem tkanek miękkich w badaniach balistyki końcowej. W ramach prac przeprowadzono proces przygotowania materiału do badań, jego kondycjonowania, kalibracji oraz badań w warunkach quasi-statycznych w celu określenia modułu sprężystości wzdłużnej oraz modułu sprężystości objętościowej. Na podstawie wstępnych badań kalibracyjnych podjęto decyzję o przebadaniu próbek o zawartości żelatyny równej 10 %, 12 % oraz 14 %. Rezultaty badań (krzywe siła-przemieszczenie) pozwoliły na ocenę odkształceń oraz naprężeń (inżynierskich oraz rzeczywistych) występujących w badanym materiale. To z kolei pozwoliło na ocenę wartości wyżej wspomnianych modułów sprężystości. Należy zwrócić uwagę na relatywnie duży rozrzut uzyskanych wyników, co może sugerować konieczność dalszych prac nad precyzją wykonania próbek. Uzyskane wyniki wykazały łatwość oraz efektywność zastosowanej metodyki przygotowania próbek, jak również znaczący wpływ zawartości żelatyny na moduł sprężystości wzdłużnej (szczególnie w przypadku dwóch niższych wartości zawartości żelatyny). Zdecydowania mniejszą rozbieżność zauważono w przypadku modułu sprężystości objętościowej. Ponadto, okazało się, że przygotowanie próbek o udziale masowym 20 % jest nieuzasadnione ze względu na dużą czasochłonność całości procesu.

Słowa kluczowe

EN

mechanical engineering; ballistic gel; natural gelatine; quasi-static; investigations; modulus of elasticity

PL

inżynieria mechaniczna; moduł sprężystości; żelatyna balistyczna; żelatyna naturalna; badania quasi-statyczne

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 14, Nr 1 (51)
• Strony: 61--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Fikus Bartosz

• Military University of Technology Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0383-6984

autor

Basiński Norbert

• Military University of Technology Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Jussila, Jorma. 2005. Wound ballistic simulation: Assessment of the legitimacy of law enforcement firearms ammunitions by means of wound ballistic simulation. Academic dissertation. University of Helsinki.
• [2] Stefanopoulos, K. Panagiotis, Geirgios F. Hadjigeorgiou, Konstantinos Filippakis, and Dimitrios Gyftokostas. 2014. “Gunshot wounds: A review of ballistics related to penetrating trauma”. Journal of Acute Disease 3 (3) : 178-185.
• [3] Radziszewski, L. 2007. Terminal ballistics of small-arm ammunition during shooting to selected targets (in Polish). Poland: Kielce, Kielce University of Technology.
• [4] Carr, J. Debra, Tom Stevenson, and P.F. Mahoney. 2018. “The use of gelatine in wound ballistics research”. International Journal of Legal Medicine 132 : 1659-1664.
• [5] Jussila, Jorma. 2004. “Preparing ballistic gelatine - review and proposal for a standard method”. Forensic Sci Int. 141 (2-3) : 91-98.
• [6] Liu, L., Z. Jia, X.L. Ma, and Y.R. Fan. 2013. “Analytical and experimental studies on the strain rate effects in penetration of 10wt% ballistic gelatin”. Journal of Physics: Conference Series 451 (012035) : 1-7.
• [7] Cronin, D.S., and C. Falzon. 2011. “Characterization of 10% Ballistic Gelatin to Evaluate Temperature, Aging and Strain Rate Effects”. Experimental Mechanics 51 (7) : 1197-1206.
• [8] Basiński, Norbert. 2022. Experimental investigations of ballistic gel mechanical properties (in Polish), BSc. Thesis, supervisor: B. Fikus; Warsaw: Military University of Technology.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).