ارائه یک مدل اصلاحی و بررسی تحلیلی نفوذ پرتابه در اهداف نیمه بی‌نهایت سرامیک – فلز

امروزه در مکانیک ضربه، سرامیک به علت چگالی پایین و سختی بالا به طور وسیعی در ساخت هدف های ضدگلوله مورداستفاده قرارگرفته و از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله به ارائه یک مدل تحلیلی اصلاحی جدید و کامل در اهداف نیمه بی نهایت سرامیک – فلز، بر اساس مدل تحلیلی فلوز که یکی از مدل های مهم و اساسی درزمینهٔ نفوذ هست، پرداخته‌شده است. مدل تحلیلی جدید شامل اصلاحاتی ازجمله در نظر گرفتن تغییرات سرعت پرتابه در هر بازه زمانی، محاسبه مدت‌زمان تشکیل مخروط سرامیکی، تغییر نیم زاویه شکست مخروط سرامیکی، تغییر مقاومت فشاری سرامیک در طول فرآیند نفوذ، محاسبه کاهش جرم سرامیک بر اساس زمان تشکیل مخروط سرامیکی، کاهش طول پرتابه وابسته به تغییرات سرعت پرتابه و سرامیک در هر بازه زمانی و محاسبه کاهش جرم پشتیبان است. فلوچارتی از مراحل تعیین عمق نفوذ نیز با توجه به اصلاحات مدل تحلیلی جدید و رفع ابهامات مدل فلوز ارائه‌شده است. نتایج مربوط به مدل تحلیلی جدید با نتایج مدل های تحلیلی فلوز و وودوارد و آزمایش‌های تجربی مقایسه شده است. این نتایج ضمن بهبود پیش بینی های مدل فلوز در تعیین عمق نفوذ در سرعت های پایین، با داده های تجربی نیز مطابقت خوبی را نشان می دهد.

Presenting a modified theory and analytical investigation of projectile penetration into ceramic metal semiinfinite targets

Nowadays, in impact mechanics, ceramic is especially important. It is used to produce bulletproof targets due to its low density and high hardness. In this article, we presented a new and complete modified analytical model for semiinfinite ceramicmetal targets, based on the Fellows analytical model, which is one of the most important models in the field of penetration. The new analytical model includes modifications such as considering the variations in the projectile’s velocity at each time interval, the calculation of the ceramic cone formation time, the change in the halfangle of the ceramic cone, the change in the compression strength of the ceramic during the penetration process, the calculation of the ceramic mass reduction based on the time of the formation of the ceramic cone, the decrease in the projectile’s length depends on the variation in the projectile and ceramic velocity at each time interval and the calculation of the suppression mass reduction. In addition, flowchart of determining the depth of penetration process, regarding to the modifications of the new analytical model and the clarification of the Fellows model ambiguous, was presented. The results of the new analytical model have been compared with the results of the Fellows and Woodward analytical models and experimental data. These results improve the predictions of the Fellows model in determining the penetration depth at low velocities and also have good agreement with experimental data.