مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل عددی خرج گود واکنشی با آستری دوجنسی در مواجهه با هدف فولادی گسسته

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
1 گروه طراحی کاربردی، دانشکده مهندسی مکانیک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 گروه طراحی کاربردی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
3 گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران
4 گروه فناوری های نوین ساخت، مجتمع مواد و فناوری های ساخت، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
5 گروه مکانیک جامدات، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک)، تهران، ایران
چکیده
اخیراً استفاده از خرج گود­های واکنشی با آستری دو­جنسی برای افزایش قدرت تخریب به خصوص در محیط­های آبی مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش با توجه به شرایط یک نمونه آزمایشی معتبر و موجود در مقالات، تحلیل عددی یک خرج گود واکنشی با آستری مس- آلومینیوم صحت­سنجی­ شده است. در این صحت­سنجی برای محاسبه میزان سرعت قطع نفوذ از یک تئوری پیشنهادی برای قطع نفوذ جت دوجنسی استفاده شده است. نتایج به دست آمده از عمق نفوذ در شبیه­سازی عددی و تجربی تطابق قابل قبولی دارد. لازم به ذکر است این نتایج با مقادیر به دست­آمده از حل تحلیلی نیز مقایسه­ شده­اند. نهایتاً پس از آن مقایسه­ای میان خرج گود واکنشی دوجنسی و خرج گود تک‌جنسی با هندسه یکسان صورت گرفته و نشان داده شده است که در اهداف فولادی گسسته لایه‌ای در محیط آب، میزان مشخصه‌های تخریب خرج گود با آستری دوجنسی، شامل عمق نفوذ، قطر حفره و مقطع عرضی نفوذ، از نتایج بهتری نسبت به آستری‌های تک‌جنسی برخوردار است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Numerical Analysis of Reactive Shaped Charges with Bimetallic Liner into Discrete Layer Steel Target

نویسندگان English

H. Mehman Navaz 1
G.H. Liaghat 2
M.A. Nabakhteh 3
Hamid Fazeli 4
M. Rouhbakhsh 4
A. Heidari 5
1 Applied Designing Department, Mechanical Engineering Faculty, Sciences and Research branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 Applied Designing Department, Mechanical Engineering Faculty, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Energy Conversion Department, Mechanical Engineering Faculty, Tehran University, Tehran, Iran
4 New Manufacturing Technologies Department, University Complex of Materials & Manufacturing Technology Faculty, Malek Ashtar University, Tehran, Iran
5 Applied Mechanics Department, Mechanical Engineering Faculty, Amir Kabir University, Tehran, Iran
چکیده English

Recently the use of reactive shaped charges with bimetallic liners are taken into consideration to increase destruction quality in water environments. In this research, according to the results of a series of valid experimental results, the analysis of a reactive shaped charge with a bimetallic liner made of copper-aluminum liner has been numerically verified. In this verification, a suggested theory for the cutoff velocity of bimetallic liners has been used to calculate the cutoff velocity. The amount of penetration depth using a numerical solution is in good agreement with the experimental value. These results have been compared with the values obtained from the analytical solution. Finally, the behavior of the shaped charge with bimetallic liner has been compared with a single metallic liner using the same target geometry in both and it has been shown that the overall penetration quality such as depth, diameter and the profile of reactive shaped charge with a bimetallic liner was found to be better than the single metal liner.

کلیدواژه‌ها English

Reactive Shaped Charge
Bimetallic Liner
Penetration Cutoff Velocity
Numerical analysis
Van Theil M, Levatin J. Jet formation experiments and computations with a Lagrange code. Journal of Applied Physics. 1980;51(12):6107-6114. [Link] [DOI:10.1063/1.327634]
Walters WP, Zukas JA. Fundamentals of shaped charges. Hoboken: Wiley; 1989. [Link]
Dashtian Gerami N, Liaghat GH, Rahimi Sharbaf Moghaddas GH, Khazraiyan N. Analysis of liner effect on shaped charge penetration into thick concrete targets. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2017;39(8):3189-3201. [Link] [DOI:10.1007/s40430-017-0797-6]
Kalia HN. Penetration in granite by shaped charge liners of various metals [Dissertation]. Rolla: University of Missouri Rolla; 1970. [Link]
Dashtian Gerami N, Liaghat GH, Rahimi Sharbaf Moghadas GH, Khazraiyan N. Investigation of performance of anti structure tandem projectiles in to the concrete targets by numerical and experimental method. Modares Mechanical Engineering. 2016;16(10):9-18. [Persian] [Link]
Mahdian A, Liaghat GH, Farzin M, Ghayour M. A Method for designing shaped charges with increasing efficiency and penetrability. Conference of Aerospace Society of Iran, 2011 March 1-3, Tehran, Iran. Tehran: Iranian Aerospace Society, Tarbiat Modarres University; 2011. [Link]
Mason JS. Experimental testing of bimetallic and reactive shaped charge liners [Dissertation]. Urbana: University of Illinois at Urbana-Champaign; 2010. [Link]
Xiao QQ, Huang ZX, Zu XD, Zhu CS. Penetration research of jacketed jet into concrete. International Journal of Impact Engineering. 2013;54:246-253. [Link] [DOI:10.1016/j.ijimpeng.2012.10.003]
Curtis JP, Smith FT, White A. The formation and stretching of bi-material shaped charge jets. AIP Conference Proceedings. 2012;1426(1):116-119. [Link] [DOI:10.1063/1.3686235]
Shekhar H. Theoretical modelling of shaped charges in the last two decades (1990-2010): A review. Central European Journal of Energetic Materials. 2012;9(2):155-185. [Link]
Zhang XF, Qiao L. Studies on jet formation and penetration for a double-layer shaped charge. Combustion, Explosion, and Shock Waves. 2011;47(2):241-248. [Link] [DOI:10.1134/S0010508211020134]
Shimamura K, Ootsuka T. Study of water entry of high-špeed projectile. Procedia Engineering. 2013;58:232-239. [Link] [DOI:10.1016/j.proeng.2013.05.027]
Schilling TJ. Reactive-injecting follow-through shaped charges from sequent-material conical liners. Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 2007;32(4):307-313. [Link] [DOI:10.1002/prep.200700033]
Zheng Y, Wang XM, Li WB, Yao WJ. Effects of materials on formation of double-layered liners shaped charges. Advanced Materials Research. 2009;79-82:1277-1280. [Link] [DOI:10.4028/www.scientific.net/AMR.79-82.1277]
Mehmannavaz H, Liaghat GH, Rahmati S, Najafi M, Fazeli H. Numerical analysis of shaped charge bimetallic liners effects on diameter and depth of penetration into steel targets. Aerospace Mechanics Journal. 2019;15(3):93-105. [Persian] [Link]
Bisadi H, Mehmannavaz H. Theoretical and numerical analysis of non-homogeneous layers through explosive shaping. Scientific Journal of Energetic Materials. 2006;2(1):59-70. [Persian] [Link]
Heidari Pebdani H, Mehmannavaz H, Liaghat G, Rahmati S, Fazeli H. Manufacture of copper cone shell using electroforming process and investigation of effective parameters on the process using numerical simulation. Metallurgical Engineering. 2018;21(3):198-206. [Persian] [Link]
Harrison JT. Improved analytical shaped charge code: Basc. Unknown city: US Army Ballistic Research Laboratory; 1981. [Link]
Flis WJ. A jet penetration model incorporating effects of compressibility and target strength. Procedia Engineering. 2013;58:204-213 [Link] [DOI:10.1016/j.proeng.2013.05.024]
Anbarlooei HR, Mazaheri K. Comparison of Steinberger and Johnson-cook model in simulation of the behavior of metals under the influence of blast waves. Modares Technical and Engineering. 2004;(17):11-19. [Persian] [Link]
Pugh EM, Eichelberger RJ, Rostoker N. Theory of jet formation by charges with lined conical cavities. Journal of Applied Physics. 1952;23(5):532-536. [Link] [DOI:10.1063/1.1702246]
Steinberg D. Equation of state and strength properties of selected materials. Livermore: Lawrence Livermore National Laboratory; 1991. [Link]