Numerical and Experimental Research on Stab Resistance of a Body Armour Package

• Autorzy: Barnat W , Sokołowski D , Gieleta R

Warianty tytułu

PL

Numeryczne i doświadczalne badania nożo-odporności ochronnego pakietu balistycznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper the issue of the stab resistance of a ballistic package is addressed. Emphasis was placed on this issue because most modern vests are designed to meet the threat posed by firearms only. Neglect of protection against melee attacks was also observed. Thus there is a need to develop research methodology for this area, also because it is a valid and necessary problem to be addressed in a modern, developed society. The aim of this study was to create a numerical model which simulated the phenomenon of ballistic package penetration by a test blade. The specification of the test blade was taken from NIJ Standard-0115.00. During the research, stab resistance tests on dry Twaron T750 fabric was carried out on a drop test machine. The test was filmed with a Phantom V12 high-speed camera. A numerical model of the fabric architecture was prepared using commercial LSDYNA software. The numerical model represents the whole research area according to NIJ Standard-0115.00. As backing material, ROMA 1° ballistic clay was used.

PL

Artykuł porusza zagadnienie nożo-odporności pakietów balistycznych stosowanych w kamizelkach ochronnych. Nacisk został położony na to zagadnienie, ponieważ większość nowoczesnych kamizelek zostało zaprojektowane do ochronny przed bronią palną. Zaniedbując ochronę przed atakiem przy użyciu broni białej. Istnieje więc potrzeba wypracowania metodologii w tym zakresie, ponieważ jest to problem ważny w nowoczesnym i rozwiniętym społeczeństwie. Celem badań było wypracowanie modelu numerycznego, który wiernie symuluje zjawisko przebicia pakietu balistycznego przez nóż testowy. Specyfikacja noża testowego została zapożyczona z normy NIJ Standard-0115.00. W trakcie badań zostały przeprowadzone testy nożo-odporności nieprzesyconej tkaniny Twaron T750 przy użyciu kolumny zrzutowej. Testy zostały sfilmowane przy użyciu super szybkiej kamery Phantom V12. Do stworzenia modelu numerycznego tkaniny i późniejszych obliczeń zostały wykorzystane komercyjne oprogramowania LS-DYNA. Model numeryczny odzwierciedlał całą przestrzeń pomiarową zgodnie z normą NIJ Standard-0115.00. Jako podłoża użyto plasteliny balistycznej ROMA 1°.

Słowa kluczowe

EN

numerical model; dry fabric; aramid fabric; stab resistance; body armour

PL

kamizelka ochronna; model numeryczny; odporność na przekłucie; ochronny pakiet balistyczny

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 22, no. 6 (108)
• Strony: 90--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Barnat W

• Department of Mechanics and Applied Computer Science, Military University of Technology, Warsaw,

autor

Sokołowski D

• Department of Mechanics and Applied Computer Science, Military University of Technology, Warsaw,

autor

Gieleta R

• Department of Mechanics and Applied Computer Science, Military University of Technology, Warsaw,

Bibliografia

• 1. Johnson A, Bingham AG, Majewski EC. Establishing the performance requirements for stab resistant Additive Manufactured Body Armour (AMBA). In: The 23rd Annual International Solid Freeform Fabrication (SFF) Symposium, 2012: 297-306.
• 2. Horsfall I. Stab Resistant Body Armour. Cranfield University, Engineering Systems Department Submitted For The Award Of PhD, 2000.
• 3. Barauskas R. Multi-Scale Modelling of Textile Structures in Terminal Ballistics. In: 6th European LS-DYNA Users’ Conference, 2007.
• 4. Ha-Minh C, Imad A, Kanit T, Boussu F. Numerical analysis of a ballistic impact on textile fabric. International Journal of Mechanical Sciences 2013; 69: 32–39. DOI: 10.1016/j.ijmecsci.2013.01.014.
• 5. Nilakantan G, Keefe M, Gillespie JW Jr., Bogetti TA, Adkinson R. A Study of Material and Architectural Effects on the Impact Response of 2D and 3D Dry Textile Composites using LS-DYNA. In: 7th European LS-DYNA Users’ Conference, 2009.
• 6. Nilakantan G, Keefe M, Gillespie JW Jr., Bogetti TA. Novel Multi-scale Modeling of Woven Fabric Composites for use in Impact Studies. In: 10th European LSDYNA Users’ Conference, 2008.
• 7. Nilakantan G, Keefe M, Gillespie JW Jr., Bogetti TA, Adkinson R, Wetzel ED. Using LS-DYNA to Computationally Assess the V0-V100 Impact Response of Flexible Fabrics Through Probabilistic Methods. In: 11th European LS-DYNA Users’ Conference, 2010.
• 8. Jones RM. Mechanics of composite materials. Taylor & Francis Inc., 1999.
• 9. LS-DYNA, Keyword User Manual, 2007.
• 10. LS-DYNA, Theory Manual, 2006.
• 11. Livermore Software Technology Corporation, Modeling of Composites in LS LS-DYNA.
• 12.Kozłowski R, Krasoń W. Numerical simulations in the study of water crossings on the example of a prototype pontoon bridge. Mechanik 2013; 11: 980-981.
• 13.Krasoń W, Kozłowski R. Dynamic analysis of a multi-mechanism on the example of special floating segments. Biuletyn WAT 2013; LXII, 3: 171-194.
• 14. Teijin Aramid. Ballistics material handbook, 2012.
• 15. Sofuoglu H, Rasty J. Flow behavior of Plasticine used in physical modeling of metal forming processes. Tribology International 2000; 33: 523–529.
• 16. Ouellet S, Cronin D, Worswick M. Compressive response of polymeric foams under quasi-static, medium and high strain rate conditions. Polymer Testing 2006; 25: 731–743.