Testing the attenuation capabilities of ballistic shields made using 3D printing

• Autorzy: Wierzbicka Karolina , Paszula Józef , Gieleta Roman , Komorek Zenon

Identyfikatory

DOI

10.22211/matwys/0224

Warianty tytułu

PL

Badanie zdolności tłumiących osłon balistycznych wykonanych techniką druku 3D

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper describes a study of the blast wave energy absorption capabilities of sandwich ballistic shields. A comparative study of multilayer structures containing cores with different elementary cell shapes in their structure was performed. Energy-absorbing layers of different types of polymers were made. Tests of static and dynamic properties of the ballistic shield layers were carried out. The attenuation capabilities of these shields were determined by measuring the force acting on the base substrate of the shield.

PL

W pracy zaprojektowano i wykonano osłony balistyczne typu sandwich oraz przeprowadzono badania zdolności absorbowania energii fali podmuchowej. Przeprowadzono porównawcze badania struktur wielowarstwowych zawierających w swojej strukturze rdzenie o różnych kształtach komórek elementarnych. W badaniach przygotowano warstwy wykonane z różnych typów materiałów. Przeprowadzono badania właściwości statycznych i dynamicznych zaprojektowanych warstw osłon balistycznych. Zdolność tłumiącą wytypowanych osłon określano poprzez pomiar siły działającej na podstawę osłony.

Słowa kluczowe

EN

blast wave; blast wave attenuation; 3D printing technique; sandwich structures; negative Poisson’s ratio; auxetic structures

PL

fala podmuchowa; tłumienie fali podmuchowej; technika druku 3D; struktury typu sandwich; ujemny współczynnik Poissona; struktury auksetyczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego
• Czasopismo: Materiały Wysokoenergetyczne
• Rocznik: 2022
• Tom: T. 14
• Strony: 58--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wierzbicka Karolina

• Łukasiewicz Research Network – Institute of Aviation, Krakowska Ave. 110/114, 02-256 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-5850-7400

autor

Paszula Józef

• Military University of Technology, Faculty of Advanced Technologies and Chemistry, 2 gen. Kaliskiego St., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-1908-6804

autor

Gieleta Roman

• Military University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, 2 gen. Kaliskiego St., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-2645-5321

autor

Komorek Zenon

• Military University of Technology, Faculty of Advanced Technologies and Chemistry, 2 gen. Kaliskiego St., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-8103-3389

Bibliografia

• [1] Shirbhate P.A., Goel M.D. A Critical Review of Blast Wave Parameters and Approaches for Blast Load Mitigation. Arch. Comput. Methods Eng. 2021, 28: 1713-1730.
• [2] Wierzbicka K., Paszula J. Blast Wave Energy Absorbing Systems Made Using a 3D Printing Technique – Preliminary Research, Mater. Wysokoenerg./High Energy Mater. 2020, 12(2): 29-41.
• [3] Langdon G.S., Nurick G.N., Balden V.H., Timmis R.B. Perforated Plates as Passive Mitigation Systems. Def. Sci. J. 2008, 58(2): 238-247.
• [4] Komissarov P.V., Borisov A.A., Sokolov G.N., Lavrov V.V. Rigid Polyurethane Foam as an Efficient Material for Shock Wave Attenuation. J. Phys. Conf. Ser. 2016, 751: 012020.
• [5] Jędral A. Rewiew of testing methods dedicated for sandwich structures with honeycomb core. TAR. 2019, 2(255): 7-20.
• [6] Mullin M.J., O’Toole B.J. Simulation of Energy Absorbing Materials in Blast Loaded Structures. Proc. 8th Int. LS-DYNA Users Conf. Dearbon, MI, 2004.
• [7] Ha N.S., Lu G., Xiang X. Energy Absorption of a Bio-Inspired Honeycomb Sandwich Panel. J. Mater. Sci. 2019, 54: 6286-6300.
• [8] Chen S., McGregor O.P.L., Endruweit A., Harper L.T., Warrior N.A. Simulation of the Forming Process for Curved Composite Sandwich Panels. Int. J. Mater. Form. 2020, 13: 967-980.
• [9] Idczak E. Topological Optimization of Two-Phase Auxetic Metamaterials. (in Polish) PhD. thesis, Poznań: Politechnika Poznańska, 2019.
• [10] https://www.simplify3d.com/support/materials-guide/properties-table/?filas=flexible, pla, nylon, [retrevied 09.06.2021].
• [11] Dobrzański L.A. Fundamentals of Materials Science and Metallurgy. Engineering Materials with the Basics of Material Design. (in Polish) Warszawa: Wyd. Naukowo-Techniczne, 2002.