مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی تأثیر شکلِ دماغه پرتابه‌های استوانه‌ای، بر نفوذ سرعت بالا در کامپوزیت پلیمری با الیاف بافته شده

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد / دانشگاه تربیت مدرس
2 استاد / دانشگاه تربیت مدرس
3 استادیار / دانشگاه تفرش
چکیده
در این تحقیق، تأثیر شکل دماغه پرتابه‌های استوانه‌ای متقارن محوری و همچنین سرعت اولیه آن‌ها بر عملکرد بالستیکی کامپوزیت چند لایه شیشه/ اپوکسی با الیاف بافته شده، به صورت تجربی، مورد مطالعه قرار می‌گیرد. اثرات تغییر سرعت اولیه، تأثیر تغییر تیزی دماغه، تغییرات جذب انرژی، بررسی ناحیه لایه لایه شدگی و غیره، توسط شش پرتابه با شکل دماغه‌های تخت، مخروطی، نیم‌کروی و اجیوال، مورد بررسی قرار گرفته است. ماده مرکب با 18 لایه الیاف شیشه بافته شده با کسر حجمی الیاف 45 درصد و به روش لایه چینی دستی ساخته شده است. سیستم رزین نیز از ایپون 828 به عنوان پایه اپوکسی و جف‌امین‌دی 400 به عنوان سخت کننده ساخته شده است. بررسی نتایج نشان می‌دهند که بیشترین اختلاف مابین عملکرد پرتابه‌ها با دماغه‌های مختلف در سرعت حد بالستیک مشاهده می‌شود. در این محدوده سرعت اولیه، بهترین عملکرد بالستیکی را پرتابه اجیوال با شعاع کالیبر 2.5 و بدترین عملکرد بالستیکی را پرتابه با دماغه تخت ارائه می‌کند. مساحت ناحیه لایه لایه شدگی هدف با افزایش تیزی دماغه و همچنین افزایش سرعت اولیه پرتابه، کاهش پیدا می‌کند. منحنی بالستیک پرتابه‌های مختلف نشان می‌دهد که با افزایش سرعت اولیه پرتابه، اختلاف مابین سرعت باقی‌مانده پرتابه‌های مختلف کمتر می‌شود. به دلیل ایجاد گسیختگی برشی هدف در برخورد با پرتابه تخت، مقدار جذب انرژی هدف از این پرتابه، در سرعت‌های دورتر از سرعت حد بالستیک، کمتر از سایر پرتابه‌ها می‌شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental investigation of cylindrical projectiles nose shape effects on high velocity perforation of woven polymer composite

نویسندگان English

Erfan Mehrabani Yeganeh 1
GHolam Hosein Liaghat 2
Mohammad Hosein Pol 3
چکیده English

In this study, experimental tests were performed to evaluate the effects of axisymmetric cylindrical projectile nose shapes and initial velocities on ballistic performance of laminated woven glass epoxy composites. Projectile initial velocity and nose sharpness changes, absorbed energy, delamination area, etc. are investigated by six blunt, hemispherical, conical and ogival projectiles. Hand lay-up method has been used to manufacture composite targets with 18 layers of 2D woven glass fibers of 45% fiber volume fraction. The epoxy system is made of epon 828 resin with jeffamine D400 as the curing agent. The results show that the maximum influence of projectile geometry on target behavior, occurs in ballistic limit area. In this range of initial velocity, ogival (CRH=2.5) and Blunt projectiles show the best and the worst ballistic performance. The delamination area decreases as the projectile nose sharpness increases or its initial velocity decreases. Ballistic curves for different projectiles show that the difference between projectiles behavior decreases in higher impact velocities. Because of target shear failure in blunt projectile impact, the amount of target absorbed energy for this projectile is less than other projectiles in higher impact velocities away from ballistic limit velocity.

کلیدواژه‌ها English

Projectile nose shape
ballistic perforation
energy absorption
residual velocity
woven composite