بررسی عددی و تجربی نفوذ مایل پرتابه سرتخت در اهداف سرامیک- آلومینیوم

نفوذ در اهداف سرامیک آلومینیوم از اهمیت ویژه ای برای محققان صنایع دفاعی و غیردفاعی برخوردار است. در این پژوهش نفوذ یک پرتابه سرتخت با سرعت مشخص در زوایای مختلف صفر، 15 ،30 و 45درجه به صورت تجربی نیز مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. کار تجربی صورت گرفته در این تحقیق، با انجام 8 مرحله آزمایش در آزمایشگاه ضربه و بالستیک دانشگاه امام حسین(ع) انجام پذیرفت و طراحی آزمایشات به گونه ای صورت گرفت که بتوان از امکانات موجود در این آزمایشگاه استفاده نمود. نتایج نشان دادند که با افزایش زاویه تمایل عمق نفوذ در هدف سرامیک آلومینیوم کاهش می یابد و در صورت افزایش زاویه تمایل، پرتابه به مرز کمانه کردن خواهد رسید. همچنین، در این پژوهش به کمک نرم افزار ansys autodyn، شبیه سازی نفوذ یک پرتابه با سرعت 700متر بر ثانیه در اهداف دوگانه سرامیک آلومینیوم به منظور مشخص کردن عمق نفوذ، بررسی و اثر کمانه کردن پرتابه انجام شده است. پرتابه، صلب فرض شده و از مدل ساختاری جانسون هالمکوئیست برای توصیف رفتار سرامیک، و مدل رفتار ماده جانسون کوک برای پرتابه و هدف استفاده شد. نفوذ پرتابه سرتخت به صفحات مایل سرامیکی سیلیکون کارباید و پشتیبانی شده با فلز آلومینیوم t-20243، شبیه سازی و مقادیر سرعت و جرم باقی مانده پرتابه در خروج از هدف ترکیبی مشخص شد. نتایج شبیه سازی انجام شده در این مطالعه با دقت و براساس شرایط فیزیکی مساله به دست آمد. با مقایسه نتایج، همخوانی مناسبی بین نتایج شبیه سازی عددی و یافته های تجربی مشاهده شد که نشان از اعتبار و دقت مفروضات شبیه سازی دارد.

Numerical and Experimental Study of Oblique Penetration of a Blunt Projectile into Ceramic- Aluminum Target

Penetration into ceramicaluminum targets is of prime importance for researchers in defense and nondefense industries. In this study, the effect of a blunt projectile having a specified speed and penetrating into a ceramicaluminum target at angles of 0, 15, 30, and 45 degrees is investigated. In this research, 8 experiments were carried out at Ballistic Laboratory of Imam Hossein University and the design of the experiments was carried out in such a way that the facilities of the laboratory could be used. The results of the study showed that by increasing the angle of obliquity, is decreased substantially in ceramicaluminum target, and when the angle of obliquity is increased beyond a certain limit, will ricochet. Also, in this study, numerical investigation was performed, using Autodyne software. In this numerical simulation, the impact of the blunt projectile at 700 m/s on ceramicaluminum target was carried out to determine the penetration depth into the given target. The blunt projectile penetration was simulated with oblique carbide plates supplemented with aluminum 2024T3 and the residual velocity and mass values of the projectile were determined at the exit of the combined target. The projectile was assumed to be rigid and the Johnson ndash;Holmquist structural model was used to describe ceramic behavior and JohnsonCook material model was used for projectile and target. The results of the experiments and numerical simulation were compared and there was a good agreement between these two modes of investigations, indicating the validity and accuracy of simulation assumptions.