مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل فرآیند نفوذ در اهداف هیبریدی سرامیک/نانوکامپوزیت

نویسندگان
1 تربیت مدرس
2 هیئت علمی
چکیده
در این مقاله نفوذ پرتابه در اهداف سرامیک/ نانوکامپوزیت بصورت تحلیلی مدل شده است. تحلیل بر اساس مدل چوکرون بوده که در این مدل جهت تعیین مقاومت سرامیک رویی از تئوری انبساط حفره استفاده شده و میزان مقاومت سرامیک رویی و تغییرات آن حین نفوذ بر این اساس تعیین شده است. همچنین مقدار نیروی سطح مشترک سرامیک-کامپوزیت اصلاح شده است. کارآیی بالستیکی هدف سرامیکی نیز با اضافه کردن ذرات نانو زیرکونیا به ماتریس سخت کننده کامپوزیت پشتیبان, بصورت تجربی و با انجام آزمایشهایی بررسی شده است. در این آزمایشهای بالستیکی که به منظور تحلیل و مقایسه نتایج تحلیلی نیز انجام شده، برخورد پرتابه فولادی به روی هدف سرامیک/کامپوزیت که سرامیک رویی، آلومینا و کامپوزیت پشتیبان از الیاف بافته شده و سخت شده با رزین و با حضور نانوذرات سرامیکی از جنس زیرکونیا و به مقدار %5 وزنی می باشد بررسی شده است. نتایج نشان می دهد وجود نانوذرات زیرکونیا در ماتریس موجب بهبود کارآیی بالستیکی هدف می شود. نتایج تحلیلی حد بالستیک هدف نیز تطابق خوبی با آزمایشهای انجام شده و نتایج دیگر محققین دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Analysis of penetration process in hybrid ceramic/nanocomposite targets

نویسندگان English

Hadi Shanazari 1
Gholam Hossein Lighat 2
Saeed Feli 2
چکیده English

In this paper, an analytical model has been developed for modeling high velocity impact on ceramic/nanocomposite targets. In this model, penetration resistance of ceramic is determined based on cavity expansion analysis and variables during perforation of projectile onto ceramic are considered. Also the force of ceramic-composite interface is modified. Ballistic performance of the ceramic/composite target is investigated with adding and dispersing of nano particles of zirconia (ZrO2) in the matrix of back up composite. Ballistic impact tests were performed to validate the analytical predictions. These tests were performed by firing 10 mm steel flat ended projectile onto ceramic/composite target. Front layer is alumina ceramic and composite laminates of back up made of E-glass/epoxy with and without nano-zirconia particle of 5 wt%. The effect of nano-zirconia dispersion in the matrix for different failure modes is discussed. Experimental results revealed an improvement in the ballistic performance of samples with nano-zirconia particle. The analytical predictions of ballistic limit velocity and residual velocity of projectile are found to be in good agreement with the experimental results.

کلیدواژه‌ها English

perforation
Ceramic
Nanocomposite
experimental
analytical