پاسخ ورق های فلزی تقویت‌شده با روکش پلیمر تحت ضربه پرتابه با سرعت بالا به روش اجزاء محدود و ارائه مدلی بر اساس رگرسیون تکاملی

در این تحقیق، به بررسی عددی و مدلسازی بی‌بعد پاسخ دینامیکی ورق‌های فولادی و آلومینیومی تقویت‌شده با لایه‌های پلیمری تحت ضربه پرتابه‌های صلب با هندسه‌های مختلف پرداخته شده است. در بخش مدل‌سازی عددی از نرم فزار المان محدود آباکوس و پلی‌یومود برای شبیه‌سازی فرآیند استفاده شده است. از مدل‌های پلاستیسیته و شکست جانسونکوک برای تعریف ماده فلزی و همچنین مدل ساختاری مونیریولین برای ماده پلیمری استفاده شده است. جهت صحت‌سنجی مدل عددی، مقایسه‌ای بین نتایج شبیه‌سازی با نتایج تجربی موجود در ادبیات تحقیق انجام شد. نتایج بدست آمده بیانگر دقت خوب مدل عددی در پیش‌بینی رفتار پلاستیک سازه و همپنین سرعت باقی‌مانده پرتابه بود. با استفاده از مدل عددی صحت‌سنجی شده، مطالعه‌ای پارامتریک روی رفتار ساختارهای فلزپلیمر تحت برخورد پرتابه با هندسه‌های مختلف انجام شد و از نتایج بدست آمده برای ارائه یک مدل ریاضی جهت تخمین سرعت باقی‌مانده پرتابه استفاده شد. به‌منظور مدل‌سازی ریاضی، اعداد بی‌بعد جدیدی برای فرآیند نفوذ پرتابه در اهداف فلزپلیمر با استفاده از بی‌بعدسازی معادلات تعادل دینامیکی حاکم بر ورق ارائه شد.

Response of reinforced metallic plates with polyurea coating subjected to highvelocity projectile impact by finite element method and presenting a model based on evolutionary regression

In this study, numerical investigation and nondimensional modeling of the dynamic response of steel and aluminum alloy plates reinforced with polymeric layers impacted by rigid projectiles with different geometries were investigated. In the numerical modeling section, the ABAQUS finite element software and PolyUMod were used to simulate the process. The JohnsonCook plasticity and fracture models were used to define the metallic material as well as the Mooney–Rivlin model for the polymeric material. To validate the numerical model, a comparison was made between the results of numerical simulations and the experimental ones available in the open literature. The results showed good accuracy of the numerical model in predicting the plastic behavior of the structure as well as the residual velocity of the projectile. A rigorous parametric study was performed using the validated numerical model on the behavior of metalpolymer structures impacted by projectiles with different geometries and moreover, the results were used to provide a mathematical model to estimate the residual velocity of the projectile. For mathematical modeling, new dimensionless numbers were introduced for the penetration process of a rigid projectile to metalpolymer targets using the nondimensional dynamic equilibrium equations for plates.