Modelowanie głowicy odłamkowej z wykorzystaniem sprzężenia ALE

• Autorzy: Konarzewski M. , Panowicz R.

Identyfikatory

DOI

10.5604/20815891.1203125

Warianty tytułu

EN

Numerical Modeling of Fragmentation Warhead Using ALE Feedback

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano metodykę numerycznego modelowania głowic odłamkowych wraz z przyjętymi założeniami oraz wstępne wyniki analiz numerycznych otrzymanych na jej podstawie. Istnieje kilka metod numerycznego modelowania zjawisk fragmentacji. Jedną z najpopularniejszych, wykorzystaną w poniższej pracy, jest zastosowanie metody ALE wraz ze sprzężeniem płyn – ciało stałe. Analizie poddano głowicę odłamkową w formie walca o długości 100 i średnicy 80 mm, składającą się z czterech podstawowych elementów: obudowy zewnętrznej, obudowy wewnętrznej, materiału wybuchowego oraz warstwy odłamkującej. Warstwa odłamkująca zbudowana jest z żywicy wraz z zanurzonymi w niej metalowymi kulkami, których celem jest stworzenie chmury odłamków po detonacji głowicy. Rozlot odłamków jest charakteryzowany przez kilka kluczowych wartości, takich jak prędkość odłamków czy ich rozkład w przestrzeni. Przygotowano trójwymiarowy model głowicy odłamkowej, wykorzystując oprogramowanie Hypermesh, a następnie przeprowadzono analizy numeryczne z wykorzystaniem programu LS-Dyna. W wyniku przeprowadzonych analiz określono maksymalną prędkość uzyskiwaną przez odłamki oraz ich rozkład przestrzenny.

EN

The article presents introduction to numerical simulation of directed fragmentation warheads used for destroying projectiles with shaped charges. There are several methods for numerical modelling of such a phenomenon. One of the most common methods is to use Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) method alongside with fluid-structure interaction (FSI). Fragmentation warhead, in the form of 100 mm length cylinder with 80 mm diameter, consists of four main parts: internal and external case, explosive material, and fragmentation liner. Fragmentation liner is built from resin with submerged metallic spheres. After detonation, the liner fragments into many parts. Flight of the debris is characterized by a number of key values such as speed of the debris or their distribution in space. A three-dimensional model of a fragmentation warhead was prepared using Hypermesh software and numerical analyses were performed using LS-Dyna software. As a result of numerical analyses, the maximum velocity of the fragmentation liner and spatial distribution of fragments were determined.

Słowa kluczowe

PL

mechanika; metoda elementów skończonych; dynamika; głowica odłamkowa

EN

mechanics; finite elements method; dynamics; directed fragmentation warheads

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 7, Nr 2 (24)
• Strony: 105--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il., rys., wykr.

Twórcy

autor

Konarzewski M.

• Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Panowicz R.

• Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Bibliografia

• [1] http://world.guns.ru/grenade/rus/rpg-7-e.html/2015.
• [2] Panowicz Robert, Kamil Sybilski, Roman Gieleta, Przemysław Kupidura, Rafał Bazela, Mariusz Magier. 2011. „Badania eksperymentalne wybranego typu pancerza prętowego”. Problemy Techniki Uzbrojenia, tom 40, zeszyt 118, s. 51-56.
• [3] http://www.defense-update.com/features/du-1-04/soft-kill-west.htm/2015.
• [4] http://www.defense-update.com/features/du-1-04/Hard-kill.htm/2015.
• [5] Vivek R., J. Roopchand. 2012. „Active Protection System for AFV application – Current trends and future requirement – A study report”. International Journal of Computer Technology and Applications 3 (4) : 1450-1454.
• [6] Nowak Jacek, Robert Panowicz, Marcin Konarzewski. 2014. „Influence of destructor case type on behaviour of fragments in military vehicles active protection system”. Journal of KONES Powertrain and Transport 21 (1) : 183-187.
• [7] Panowicz Robert, Jacek Nowak, Marcin Konarzewski, Tadeusz Niezgoda. 2015. „Parameter study of directed fragmentation warhead used for combat shaped charges”. Engineering Transaction 63 (2) : 181-190.
• [8] Panowicz Robert, Wiesław Barnat, Tadeusz Niezgoda, Leszek Szymańczyk, Julian Grzymkowski. 2012. „Numerical-experimental investigation of squared-based metal pyramids loaded with blast wave from a small explosives charge”. Acta Mechanica et Automatica 6 (1) : 49-52.
• [9] Barnat Wiesław, Robert Panowicz, Tadeusz Niezgoda. 2012. „Numerical and experimental comparison of combined multilayer protective panels”. Acta Mechanica et Automatica 6 (1) : 13-16.
• [10] Hallquist O. John. 2005. Ls-Dyna Theory Manual. Livermore: Livermore Software Technology Corporation.
• [11] Jach Karol i inni. 2001. Komputerowe modelowanie dynamicznych oddziaływań metodą punktów swobodnych. Warszawa: PWN.
• [12] Kapila, K. Ashwani, John Bohdan Bdzil, Donald Scott Stewart. 2006. „On the structure and accuracy of programmed burn”. Combustion Theory and Modelling 10 (2) : 289-321.
• [13] Bdzil John Bohdan, Donald Scott Stewart, Thomas L. Jackson. 2001. „Program burn algorithms based on detonation shock dynamics: discrete approximations of detonation flows with discontinuous front models”. Journal of Computational Physics 174 : 870-902.
• [14] Panowicz Robert, Jacek Nowak, Marcin Konarzewski, Tadeusz Niezgoda. 2013. „Introduction to numerical analysis of directed fragmentation warheads”. Journal of KONES Powertrain and Transport 20 (4) : 319-235.

Uwagi

PL

Artykuł został opracowany na podstawie referatu prezentowanego podczas XX Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej UZBROJENIE 2015, Jachranka, 08-11 czerwca 2015 r.