Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Methods to Increase the Protective Effectiveness of Add-on Armour made of Perforated Ultra-High-Strength Nanobainitic Steel Plates

Garbarz Bogdan, Marcisz Jarosław, Burian Wojciech, Kowalski Aleksander, Borowski Jacek, Szkudelski Szymon, Walicki Marek, Zając Kamil

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2023

|

Vol. 14, Nr 1 (51)

23--60

EN

The mechanical properties of industrially produced perforated steel plates are obtained by hardening and low-temperature tempering to produce a martensitic microstructure. Another morphological type of steel microstructure that allows for ultra-high strength and, at the same time, a level of ductility that qualifies it for use in armour is nanobainite. Research into nanobainitic steels has led to the development of plates manufacturing technology at a level that can be implemented in industrial production, and has confirmed the high potential of this material for use as additional armour in the form of perforated plates. This paper reports the results of research aimed at developing a technology for the production of perforated armour plates made of nanobainitic steel, with properties competitive with currently available perforated steel plates on the world market with the highest protective effectiveness under conditions of multi-hit firing tests with small and medium calibre ammunition. The tests were performed on 300 × 260 mm plates, with the nominal thicknesses of 8 mm, 6 mm and 4 mm, produced from industrially melted nanobainitic steel NANOS-BA®. The protective effectiveness of nanobainitic perforated plates in a system with a solid armour steel backing plate of 500 HBW hardness was tested by multi-hit firing, according to the procedures set out in the STANAG 4569 and AEP-55 vol. 1 specifications (adapted to the format of tested plates), against selected projectile types assigned to protection levels 2 and 3. Based on the analysis of the results of the firing tests and the macroscopic and microscopic examinations of the perforated plates before and after firing, the optimum perforation method was selected and the most favourable geometrical and dimensional arrangements of the perforations were determined for different plate thicknesses.

PL

Celem badań było opracowanie technologii wytwarzania płyt perforowanych ze stali nanobainitycznej o skuteczności ochronnej konkurencyjnej w stosunku do obecnie dostępnych pancernych płyt perforowanych. Płyty perforowane o wymiarach 300 × 260 mm × (4 mm, 6 mm oraz 8 mm) wytworzono ze średniostopowej stali nanobainitycznej zawierającej 0,6% masowych węgla. Wykonano badania metalograficzne za pomocą mikroskopu świetlnego i skaningowego mikroskopu elektronowego oraz pomiary mikrotwardości i twardości. Testy ostrzałem wykonano wg STANAG 4569:ed3:2014 zgodnie z procedurą dostosowaną do wymiarów badanych płyt perforowanych. Wykonanie otworów w płytach metodą obróbki skrawaniem nie zmieniło właściwości mechanicznych w warstwach materiału przylegających do otworów. Wycinanie otworów laserem spowodowało spadek ciągliwości i w rezultacie zarodkowanie pęknięć w trakcie uderzenia pocisku. Wszystkie warianty układów płyt perforowanych o grubości 6 mm z płytami litymi o grubości 6 mm 500 HBW badane ostrzałem amunicją 7,62 × 39 mm-API-BZ spełniły wymagania poziomu 2 STANAG 4569. Układy płyt perforowanych o grubości 4 mm z płytą litą o grubości 4 mm 500 HBW nie spełniły wymagań poziomu 2. W wyniku ostrzału amunicją 7,62 × 54R mm-B32-API układów płyt perforowanych o grubości 8 mm z równoległymi płytami litymi 500 HBW o grubości 6 mm w zakresie poziomu 3 STANAG 4569, uzyskano pozytywne rezultaty dla określonych wariantów. Zaproponowano zmodyfikowane wzory perforacji dla płyt nanobainitycznych do finalnej weryfikacji eksperymentalnej.

2

Numeryczna i doświadczalna analiza naprężeń w kołowych perforowanych płytach swobodnie podpartych obciążonych centralnie siłą skupioną

Ledwoń W.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9385--9390, CD3

PL

Przedmiotem pracy jest przeprowadzenie doświadczalnej weryfikacji wartości naprężeń w płycie perforowanej obciążonej centralnie siłą skupioną uzyskanych metodą elementów skończonych. Przeprowadzone badania wykazały, że doświadczalna weryfikacja stanu naprężenia w płycie perforowanej w sposób dostateczny potwierdziła wartość naprężeń obliczonych metodą elementów skończonych, maksymalna różnica w wartościach naprężeń redukowanych obliczonych numerycznie i wyznaczonych doświadczalnie nie przekracza 24,8%, wartości naprężeń redukowanych obliczonych numerycznie są zawyżone w stosunku do wartości wyznaczonych doświadczalnie. Sytuacja taka jest bezpieczna dla pracy płyty perforowanej.

EN

The subject of the work is to carry out experimental verification of stresses in the plate perforated centrally loaded with a concentrated force generated by finite element method. The study showed that the experimental verification of the state of stress in the plate perforated in a manner sufficient affirmed the value calculated stress finite element method, the maximum difference in the values of the stress by reduction calculated numerically and experimentally determined does not exceed 24.8%, the stress values calculated numerically reducible are overpriced in comparison the values determined experimentally. Such a situation is safe to run the perforated plate.

3

Numeryczna analiza naprężenia kołowych płyt perforowanych obciążonych siłą skupioną

Ledwoń W.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9391--9396, CD3

PL

Przedmiotem pracy jest numeryczna analiza stanu naprężenia w swobodnie podpartych kołowych płytach obciążonych centralnie siłą skupioną za pomocą metody elementów skończonych. Wykazano, że metoda elementów skończonych może być bardzo pożyteczna i efektywna przy projektowaniu płyt perforowanych, wykazano, że płyty perforowane o różnej średnicy otworów obciążone centralnie siłą skupioną zawierają obszary o znacznej koncentracji naprężń, tj. w okolicy przyłożenia siły oraz na brzegach perforacji, stosując metody numeryczne inżynier ma możliwość przeanalizować topografię rozkładu naprężeń w płycie perforowanej, szczególnie na brzegach otworów, czego nie można uzyskać metodami analitycznymi, uzyskane mapy naprężeń umożliwiają wykrycie obszarów niebezpiecznych w płytach perforowanych.

EN

The subject of the work is a numerical analysis of stresses in simply supported circular plates loaded centrally concentrated force using the finite element method. It has been shown that the finite element method can be very useful and effective in the design of the perforated plates, it was demonstrated that the perforated plates of different diameter hole centrally loaded with concentrated force comprise areas of significant stress concentration, ie. In the area of application of force and on the edges of the perforations by methods numerical engineer is able to analyze the topography of the distribution of stresses in the plate perforated, especially on the edges of the holes, which can not be obtained by analytical methods, the resulting maps can detect stress in dangerous areas of perforated plates.

4

Numerical Analysis of Stress State and Sag Perforated Plates Loaded Pressure Introduction

Ledwoń W.

Logistyka

|

2014

|

nr 4

4609-4617, CD6

EN

The subject of the work is the numerical analysis of the state of stress and deflection in restrained and simply supported perforated rectangular plates loaded unilaterally external pressure. The calculations were performed using the finite element. Obtained stress distribution around the holes on the entire surface of the rectangular panel. Numerical calculations in the case of a simply supported plate, verified experimentally. The results of numerical calculations, in the case of the plate clamped at the edges compared with the results obtained for identical plate simply supported. It has been shown that the method of supporting the edges of the perforated plate, at the same load has a decisive influence on the distribution of stress concentration zones.

PL

Przedmiotem pracy jest numeryczna analiza stanu naprężenia i ugięcia w utwierdzonych oraz swobodnie podpartych, perforowanych płytach prostokątnych obciążonych ciśnieniem. Obliczenia prowadzono metodą elementów skończonych. Uzyskano rozkłady naprężeń wokół otworów na całej powierzchni płyty perforowanej. Wyniki obliczeń numerycznych w przypadku płyty utwierdzonej na brzegach porównano z rezultatami uzyskanymi dla identycznej płyty swobodnie podpartej. Wykazano, że sposób podparcia brzegów płyty perforowanej przy tym samym obciążeniu ma decydujący wpływ na rozkład stref koncentracji naprężeń.