O wnikaniu sztywnego pocisku w metalową półprzestrzeń z uwzględnieniem tarcia ślizgowego

• Autorzy: Włodarczyk E. , Głodowski Z.

Warianty tytułu

EN

Analytical solution of penetration problem of rigid projectile into metal half-space, including of small kinetic sliding friction

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy skonstruowano zamknięte analityczne rozwiązanie zagadnienia wnikania nieodkształcalnego pocisku w metalową półprzestrzeń (gruba płyta). W procesie wnikania uwzględniono opór wywołany spoistością (twardością) materiału tarczy i siłami małej lepkości dynamicznej działającymi na pobocznicę pocisku oraz siłą bezwładności generowaną lokalnym przyspieszeniem materiału tarczy w bezpośrednim otoczeniu pocisku (tzw. efekt masy wirtualnej). Zagadnienie rozwiązano dla prostopadłego wnikania pocisku w tarczę (oś pocisku pokrywa się z normalną do płaszczyzny półprzestrzeni). Uzyskano analityczne wzory określające chwilową prędkość wnikania pocisku w tarczę oraz chwilową i końcową głębokość penetracji. Ponadto, za pomocą tych wzorów i określonej eksperymentalnie końcowej głębokości penetracji można wyznaczyć średni współczynnik lepkości dynamicznej. Zdaniem autorów problem w takim ujęciu nie był rozpatrywany w dostępnej literaturze.

EN

The analytical solution of penetration problem of the rigid projectile into a metal half-space, including a small kinetic sliding friction has been constructed in this paper. The cohesive resistance of the target, the small frictional effects, and the acceleration of the target material in the neighborhood of the projectile (virtual mass effects) have been taken into account in the penetration process. The problem has been solved for the normal impact (the velocity vector be coincident with the axis of symmetry of the projectile and both are in the direction of the normal to the target surface). The analytical formulae which determine the penetration velocity, trajectory of a projectile into target, and the final depth of the projectile penetration have been derived. In addition, with the aid of these formulae and final depth of the projectile penctration, determined experimentally, it is possible to determine the mean friction coefficient.

Słowa kluczowe

PL

balistyka końcowa pocisków; pocisk nieodkształcalny; tarcza metalowa; średni współczynnik lepkości dynamicznej

EN

terminal ballistics; rigid projectile; metal target; friction coefficient

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 53,nr 11-12
• Strony: 19--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Włodarczyk E.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechatroniki, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

autor

Głodowski Z.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Techniki Wojskowej, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] Ф. Ф. Витман, H. А. Златин, О процессе соударения деформируемых тел и его моделировании. I, (Состояние и теория вопроса), Журнал Технической Физики (ЖТФ), vol. 33, nr 8, 1963.
• [2] JI. В. Беляков, Ф. Ф. Витман., Н. А. Златин, О процессе соударения деформируемых тел и его моделировании. II, {О моделировании удара шара по полупространству), ЖТФ, vol. 33, nr 8, 1963.
• [3] Л. В. Беляков, Ф. Ф. Витман, Н. А. Златин, О процессе соударения деформируемых тел и его моделировании. III, (О подобии текущих значений параметров оригинапьново и модельного процессов), ЖТФ, vol. 34, nr 3, 1964.
• [4] W. Р Walters, J. A Zukas, Fundamentals of shaped charges, New York-Chichester-Brisbane- Toronto-Singapore: A Wiley-Interscience Publikation 1989.
• [5] М. А. Лаврентьев, Кумулятивной заряд и принципы его работы, Успехи Математических Наук, vol. 12, nr 4, 1957.
• [6] G. Birkhoff, D. MacDouGALL, E. Pugh, G. Taylor, Explosives with lined cavities, J. Appl. Phys., vol. 19, nr 6, 1948.
• [7] A. Tate, A theory for the deceleration of long rods after impact, J. Mech. Phys. Solids, vol. 15, nr 6, 1967.
• [8] A. Tate, Further results in the theory of long rod penetration, J. Mech. Phys. Solids, vol. 17, nr 2, 1969.
• [9] В. П. Алексеевский, К вопросу о проникании стержния в преграду с большой скоростю, ФГВ, nr 2, 1966.
• [10] D. R. Christman, J. W. Gehrjng, Analysis of high-velocity projectile penetration mechanics, J. Appl. Phys., vol. 37, nr 4, 1966.
• [11] Ф. Ф. Витман, В. А. Степанов, Некоторые проблемы прочности твердого тела, Москва: Изд. АН СССР, 1959.
• [12] Н. А. Златин, К теории высокоскоростного соударения металических тел, ЖТФ, vol. 31, nr 8, 1961.
• [13] М. А. Cook, Mechanism of cratering in ultra-high velocity impact, S. Appl. Phys., vol. 30, nr 5, 1958.
• [14] М. E. Backman, W. Goldsmith, The mechanics of penetration of projectiles into targets, Int. J. Engng Sci., vol. 16, nr 1, 1978, 1-99.
• [15] W. Goldsmith, Review. Non-ideal projectile impact on targets, Int. J. Impact Engng, vol. 22, nr 23, 1999, 95-395.
• [16] S. E. Jones, W. K. Rule, On the optimal nose geometry for a rigidpenetrator, including the effects of pressure-dependent friction, Int. J. Impact Engng, vol. 24, 2000.
• [17] E. Włodarczyk, Z. Głodowski, M. Michałowski, Wnikanie nieodkształcalnego pocisku w metalową półprzestrzeń, Biul. WAT, vol. LI, nr 10, 2002.
• [18] J. S. Rinehart, J. Pearson, Behavior of metals under impulsive loads, ASM, Cleveland, Ohio 1954.