Numeryczna weryfikacja parametrów materiałowych ceramiki Al₂O₃

• Autorzy: Jach K. , Świerczyński R. , Magier M.

Warianty tytułu

EN

Numerical verification of Al₂O₃ characteristics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono porównanie wyników analiz numerycznych procesów penetracji pancerzy jednorodnych i kompozytowych pociskami kinetycznymi z wynikami przeprowadzonego eksperymentu, celem określenia i weryfikacji parametrów materiałowych Al₂O₃. Na podstawie niestacjonarnego, przestrzennie dwuwymiarowego (o symetrii osiowej), fizycznonumerycznego modelu, umożliwiającego komputerową symulację procesu penetracji pancerza stalowego i kompozytowego przez kinetyczny pocisk, wykonano szereg obliczeń numerycznych, dotyczących modelowania procesu penetracji pancerzy. Modelowanie wykonano metodą punktów swobodnych. Uzyskano dużą zgodność wyników symulacji numerycznych z przytaczanymi wynikami eksperymentalnymi dobierając parametry opisujące zachowanie się ceramiki w warunkach silnych, dynamicznych obciążeń. Wyniki przeprowadzonych analiz posłużą (w kolejnych pracach) do opracowania modelu penetracji pancerza kompozytowego przez czołgowe pociski podkalibrowe z penetratorem segmentowym.

EN

In this paper, we present the comparison between experimental and simulation results concerning the steel and ceramic armour penetrated by kinetic projectiles. On the base of these calculations, the Al2O3 characteristics were determined. It is shown that using this method (free particle method) we have obtained good consistency of the theoretical and experimental results. Determined Al₂O₃ characteristics will be used during the next investigations of the composite armour penetrated by kinetic projectiles.

Słowa kluczowe

PL

balistyka końcowa; penetracja; penetrator segmentowy; ceramika; pancerz kompozytowy

EN

terminal ballistic; penetration; segmented penetrator; ceramic; composite armour

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 58, nr 3
• Strony: 351--366
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., tab.

Twórcy

autor

Jach K.

autor

Świerczyński R.

autor

Magier M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] T. J. Holmuquist, G. R. Johnson, Modelling Prestressed ceramic and its effect on Ballistic Performance, Int. J. Impact Eng., 31, 2005, 113-127.
• [2] K. Weber, M. El-Raheb, V. Hohler, Experimental Investigation on The Ballistic Performance of Layered AIN Ceramic Stacks., Reinecke WG, editor. Proceedings of The 18th International Symposium On Ballistics, San Antonio, TX: Technomic, 1999, 1247-54.
• [3] E. Medvedovski, Alumina Ceramics for Ballistic Protection, Am. Ceram. Soc. Bull., 81, 3, 2002, 27-32.
• [4] E. Medvedovski, Alumina Ceramics for Ballistic Protection, Am. Ceram. Soc. Bull., 81, 4, 2002, 45-50.
• [5] E. Chin, Army, Focused Research Team on Functionally Graded Armor Composites, Materials Science and Engineering, A259, 1999, 155-161.
• [6] V. Parameswaran, et al, New Approach for Improving Ballistic Performance of Composite Armor, Experimental Mechanics, 39, 2, 1999, 103-110.
• [7] P. Karandikar, M. Aghajanian, B. Morgan, Complex Net Shape Ceramic Components for Structural, Lithography Mirror and Armor Applications, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 1994, 561-567.
• [8] S. R. Skaggs, A Brief History of Ceramic Armor Development, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 24, 3, 2003, 337-349.
• [9] D. Ray, et al., Hardness/Toughness Relationship for SiC Armor, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 24, 3, 2003, 401-410.
• [10] M. Magier, Metody oszacowania głębokości przebicia pancerza przez pociski kinetyczne, Biul. PTU WITU, nr 1, 2007, z. 101, Zielonka, 2007.
• [11] G. E. Hauver, P. H. Netherwood, R. F. Benck, L. J. Kecskes, Ballistic Performance of Ceramic Targets, Army Symposium on Solid Mechanics, USA, 1993.
• [12] G. E. Hauver, P. H. Netherwood, R. F. Benck, L. J. Kecskes, Enhanced Ballistic Performance of Ceramic Targets, 19th Army Science Conference, USA, 1994.
• [13] P. Lundberg, B. Lundberg, Transition between interface defeat and penetration for tungsten projectiles and four silicon carbide materials, International Journal of Impact Engineering, 31, 2005, 781-792.
• [14] P. D. Smith, J. G. Hetherinton, Blast and Ballistic Loading of Structures, London, Butterworth Heinemann Ltd, 1994.
• [15] S. Abrate, Impact on Composite Structures, Cambridge University Press, 1998.
• [16] K. Jach, Modelowanie komputerowe zjawisk kumulacyjnych, WAT, Warszawa, 1990.
• [17] K. Jach, R. Świerczyński i in., Modelowanie komputerowe dynamicznych oddziaływań ciał metodą punktów swobodnych, PWN, Warszawa, 2001.
• [18] S. Kaliski, Cz. Rymarz, K. Sobczyk, E. Włodarczyk, Waves, PWN, Warsaw & Elsevier, Amsterdam, Oxford, New York, Tokio, 1992.
• [19] W. K. Nowacki, Zagadnienia falowe w teorii plastyczności, PWN, Warszawa, 1974.
• [20] P. Perzyna, Teoria lepkoplastyczności, PWN, Warszawa, 1966.
• [21] M. L. Wilkins, Modelling the behaviour of materials, Structural impact and crashworthiness, 2, London and New York, 1984.
• [22] D. J. Steinberg, S. G. Cochran, M. W. Guinan, A constitutive model for metals applicableat high - strain rate, J. Appl. Phys., 51, 1980, 1498.
• [23] D. J. Steinberg, C. M. Lund, A constitutive model for strain rates from 104 to 106 s-1, J. Appl. Phys., 65, 1989, 1528.
• [24] V. A. Agurejkin i in., Teplofiziceskie i gazodinamiceskie problemy protivometeoritnoj zascity kosmiceskogo apparata "Vega", Teplofizika Vysokih Temperatur, 22, 5, 1984.
• [25] G. I. Kanel, V. E. Fortov, Mehaniceskie svoistva kondensirovannyh sred pri intensivnyh impulsnyh vozdejstviah, Uspehi mehaniki, 10, 3, 1987.
• [26] S. G. Sugak, G. I. Kanel, V. E. Fortov, A. L. Ni, B. G. Stelmah, Cislennoe modelirovanie dejstvia vzryva na zeleznuju plitu, FGV, 19, 20, 1983.
• [27] T. J. Holmquist, G. R. Johnson, Determination of constans and comparison of results for various constitutive models, J. Physique III, 1, 1991.
• [28] P. D. Church, I. Cullis, Development and application of high strain rate constitutive models in hydrocodes, J. Physique III, 1, 1991.
• [29] B. D. Goldthorpe, Constitutive equations for annealed and explosively shocked iron for application to high strain rates and large strains, J. Physique III, 1, 1991.
• [30] C. E. Anderson Jr, J. D. Walker, J. Lankford, Investigations of the ballistic response of brittle materials, Technical Report Sw RI Project 06-5117/002, November 1995.