Odporność na przebicia materiałów kompozytowych

• Autorzy: Kyzioł L.

Identyfikatory

DOI

10.24136/atest.2018.129

Warianty tytułu

EN

Resistance to the piercing of composite materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Konstrukcjom, które przenoszą obciążenia dynamiczne i których odporność decyduje o życiu i bezpieczeństwie człowieka stawia się szczególne wymagania. Wymagania dotyczą zarówno sfery materiałowej jak i konstrukcyjnej. To z kolei zmusza do poszukiwania optymalnych metod obliczeniowych, z uwzględnieniem nieliniowości, tak geometrycznej jak i fizycznej, wynikającej z konfiguracji struktury konstrukcji. Przykładem są różne konstrukcje balistyczne (osłony balistyczne), które są uderzane pociskami w których skumulowana jest ogromna energia. W takim przypadku uderzenie w tarczę (osłonę) pociskiem można rozpatrywać jako obciążenie spowodowane uderzeniem masą. Matematycznie zjawiska obciążeń przy dużych szybkościach odkształceń opisuje się różnymi modelami. Aparat matematyczny jest dość złożony ponieważ wymagana jest duża liczba „współczynników”, ponadto uzyskane wyniki badań nie zawsze są powtarzalne i ma na to wpływ wiele czynników. W pracy zaprezentowano wyniki przestrzeliwania tarcz wielowarstwowych z materiałów kompozytowych pociskami kalibru 7,62 mm. Tarcza składała się z trzech warstw, warstwy zewnętrzne stanowiły okładziny stalowe lub aluminiowe, warstwę wewnętrzną stanowiło drewno naturalne lub modyfikowane. Próbki w kształcie tarcz były o średnicy 50 mm i różnej grubości. Wyniki badań pozwoliły ocenić wpływ modyfikacji drewna na jego odporność na przebicia.

EN

For structures that carry dynamic loads, the requirements are imposed for safety reasons. The requirements apply to both materials and construction. This requires searching for optimal calculation methods, including geometric and physical nonlinearity, which are results from the construction of the structure. An example is various ballistic structures (ballistic shields), which are hit by bullets in which huge energy is accumulated. In this case, the hitting in the shield with a bullet can be considered as a load due to mass impact. Loads at high strain rates are described by various mathematical models. The mathematical model is complex because a large number of "coefficients" is required, moreover, the obtained test results are not always repeatable. The paper presents the results of shooting multilayer plates with composite materials with 7.62 mm caliber bullets. The shield consisted of three layers, the outer layers were steel or aluminum, the inner layer was natural or modified wood. The samples had the shape of a shield and were 50 mm in diameter and of different thickness. The results of the research allowed to assess the impact of wood modification on its puncture resistance.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty; wytrzymałość materiałów; odporność na przebicie; pocisk; absorpcja energii; badanie udarowe; badania balistyczne; drewno sosnowe

EN

composites; strength of materials; puncture resistance; bullet; energy absorption; impact test; ballistic tests; pinewood

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 19, nr 6
• Strony: 540--543, CD
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Kyzioł L.

• Akademia Morska w Gdyni, Wydział Mechaniczny

Bibliografia

• 1. Almohandes A.A., Abdel-Kader M.S., Eleiche A.M.: Experimental investigation of the ballistic resistance of steel-fiberglass reinforced polyester laminated plates, Composites Part B Eng 27, 1996, pp. 447-458.
• 2. Dobrociński S. + inni Badania odporności udarowej dwuwarstwowych próbek ze stopu AlZn5Mg2CrZr, Zesz. Nauk. AMW (2), 2000, pp.138-146.
• 3. Kyzioł L., Badania odporności balistycznej kompozytów z zastosowaniem drewna modyfikowanego, Zeszyty Nauk AMW, Nr 3, 2004, str. 69-80.
• 4. Kyzioł L., Reinforcing wood by surface modification, Composite Structures, 158, 2016, pp. 64–71.
• 5. Kyzioł L., Szwabowicz M., Toughness of Scots pine – polymethyl methacrylate composite, Polymer Composites, 2018 DOI: 10.1002/pc.24740.
• 6. Kyzioł L., Drewno modyfikowane na konstrukcje morskie, AMW, 2010, Gdynia.
• 7. Kyzioł L. Examination results of methylmethacrylate concentration in modified woods, Polish Academy of Sciences-Branch in Gdańsk. Marine Technology Transactions. 11. 2000, pp.181-193.
• 8. Kyzioł L., Kowalski S.J., Mechanical properties of modified wood, IUTAM Symposium on Theoretical and Numerical Methods in Continuum Mechanics of Porous Materials. University of Stuttgart. Germany, September 5-10 1999, pp. 221-228.
• 9. Kyzioł L., Distribution of methylmethacrylate concentration in a porous material, Polish Academy of Sciences-Branch in Gdańsk. Marine Technology Transactions 10, 1999, pp. 175-190.
• 10. Pogodin-Aleksiejew D., Wytrzymałość dynamiczna i kruchość metali, WNT, 1969, Warszawa.
• 11. Zukas J.A. et al., High Velocity Impact Dynamics, John Wiley&Sons Inc U.K., 1990.
• 12. Jamrozik K., Karliński J., Nieliniowa analiza numeryczna uderzenia balistycznego w zagadnieniach dynamiki konstrukcji, Zeszyty Naukowe WSOWLąd, Nr 1 (135) 2005, pp. 24-33.
• 13. Perzyna P.: Teoria lepkoplastyczności. PWN, Warszawa 1966.
• 14. Wierzbicki T.: Obliczenia konstrukcji obciążonych dynamicznie. Arkady, Warszawa 1980.
• 15. PAM-SHOCK™: Solver Notes Reference Manual. Version 2000, PSI, The Software Company of ESI Group, 2000.
• 16. Follansbee P. S., Fundamentals of strength, Wiley, New Jersey, 2014.
• 17. Follansbee P. S., Huang J. C., and Gray G. T., Low-temperature and high-strain-rate deformation of nickel and nickel-carbon alloys and analysis of the constitutive behavior according to an internal state variable model, Acta Metallurgica et Materialia, Vol. 38, No.7, 1990, pp. 1241-1254.
• 18. Johnson G.R., Cook W.H., A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures, Proceedings of the 7th International Symposium on Ballistics, The Hague, The Netherlands, April 1983, pp. 541-548.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)