بررسی تجربی و عددی میزان انحراف پرتابه سرتخت با سرعت بالا پس از برخورد به صفحه سوراخ‌دار

نوع مقاله : مکانیک جامدات

نویسندگان

1 دانشکده فنی و ‏مهندسی،‎ ‎دانشگاه‎ ‎جامع‎ ‎امام‎ ‎حسین(ع) ‏

2 دانشگاه جامع امام حسین (ع)

3 دانشیار،‎ ‎عضو‎ ‎هیات‎ ‎علمی‎ ‎دانشگاه‎ ‎جامع‎ ‎امام‎ ‎حسین‎ ‎‏(ع)‏

4 : دانشگاه جامع امام حسین (ع)

چکیده

در این مقاله، به بررسی تجربی، عددی و نیمه­تحلیلی میزان انحراف پرتابه سر­تخت پس از برخورد به صفحه سوراخ­دار پرداخته‌شده است. در این راستا جهت بررسی تجربی از پرتابه­های فولادی 52100 AISI و صفحات سوراخ­دار 1045 AISI با 3 قطر سوراخ 5، 7 و 9 میلی­متر و جهت مدل­سازی عددی از نرم­افزار المان محدود آباکوس استفاده‌شده است. در ادامه و پس از مقایسه نتایج عددی و تجربی و تأیید صحت مدل عددی ارائه­شده، با توجه به محدودیت­های آزمایشگاهی به بررسی عددی برخورد پرتابه با میزان متفاوت همپوشانی با سوراخ و 3 سرعت متفاوت پرتابه پرداخته و 40 حالت برخورد طراحی و مدل‌سازی شده است. در ادامه با توجه به داده­های به‌دست‌آمده، استفاده از الگوریتم بهینه­سازی مبتنی بر فرایند آموزش-­ یادگیری که یک الگوریتم بهینه‌سازی تکاملی می‌باشد و کدنویسی در نرم­افزار متلب رابطه­ای نیمه­تحلیلی جهت بدست­آوردن میزان انحراف پرتابه پس از برخورد به صفحه سوراخ‌دار برای هر مقدار قطر سوراخ، قطر پرتابه، سرعت پرتابه و همچنین میزان همپوشانی بدست آمده است. در انتها به مقایسه بین نتایج تجربی، عددی و فرمول بدست آمده پرداخته‌شده و نشان­دهنده مطابقت خوب بین نتایج می­باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Experimental and Numerical Investigation on the Deviation of High Velocity Blunt Projectile after Impact on the Perforated Plate

نویسندگان [English]

  • mohammad farahmand 1
  • khodadad Vahedi 2
  • alireza Naddaf Oskouei‏ ‏ 3
  • Roholah Hoseini‏ ‏ 4
1
2 member of faculty of engineering of Imam Hossein university
3 Dep. of Mech. Eng., ‎Imam Hossein ‎Comprehensive ‎University, Tehran, Iran‎
4 Dep. of Mech. Eng, ‎Imam Hossein ‎Comprehensive ‎University, Tehran, Iran. ‎
چکیده [English]

In this paper, the experimental, numerical and semi-analytical study of the deflection of a blunt projectile after hitting the perforated plate has been done. In this regard, for experimental study, AISI 52100 steel projectiles and 1045 AISI perforated plates with 3 hole diameters of 5, 7 and 9 mm have been used, and for numerical modeling, Abacus finite element software has been used. Then, after comparing the numerical and experimental results and confirming the accuracy of the presented numerical model, according to the laboratory limitations, the projectile impact is numerically evaluated with different overlap, and 3 different projectile velocities. And 40 type of impacting modes are designed and modeled. According to the obtained data, the use of optimization algorithm based on the teaching-learning, which is an evolutionary optimization algorithm, and coding in MATLAB software, semi-analytical relations to obtain the rate of projectile deviation after Impact on the perforated plate for each value of hole diameter, projectile diameter, projectile velocity and the amount of overlap is obtained. Finally, a comparison is made between the experimental, numerical and equation results. And this indicates a good match between the results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Projectile
  • Perforated plate
  • Deflection
  • Teaching learning based optimization

Smiley face

مراجع

1. Auyer, R.; Buccellato, R.; Gidynski, A.; Ingersoll, R.; Sridharan, N. “Perforated Plate Armor”; US Patent 5,014,593, 1991.##
2. Ravid, M.; Hirschberg, Y. “Ballistic Armor”; US Patent 7,513,186, 2009.##
3. Balos, S., Grabulov, V., Sidjanin, B., Pantic, A., Radisavljevic, C. “Geometry, Mechanical Properties and Mounting of Perforated Plates for Ballistic Application”, Mater. Des. Vol. 31, pp. 2916–2924, 2010.##
4. Madhu, V., Bhat, T. “Armour Protection and Affordable Protection for Futuristic Combat Vehicles”, Defense. Sci. J Vol. pp. 394-402, 2011.##
5. Radisavljevic, I., Balos, S., Milutin, B., Nikacevic, A., Sidjanin, B. “Optimization of Geometrical Characteristics of Perforated Plates”, Mater. Des 49, pp. 81–89,2013.##
6. Mishra, B., Ramakrishna, B., Jena, P. K., Siva, K., Madhu, V., Gupta, N. K. “Experimental Studies on the Effect of Size and Shape of Holes on Damage and Microstructure of High Hardness Armor Steel Plates under Ballistic Impact”, Mater. Des. Vol. 43, pp. 17–24, 2013.##
7. Rosenberg, Z., Ashuach, Y., Yeshurun, Y., Dekel, E. “On the Main Mechanism for Defeating AP Projectiles, Long Rods and Shaped Charge Jets”, Int. J. Impact. Eng. Vol. 36, pp. 588–96, 2009.##
 
8. Kilic, N., Bedir, S., Erdik, B., Ekici, A., Guden, M. “Ballistic Behavior of High Hardness Perforated Armor Plates against 7.62 mm Armor Piercing Projectile”, Mater. Des., Vol. 63, pp. 427–438, 2014.##
9. Kilic, N., Bedir, S., Erdik, B., Ekici, A. “Optimization of High Hardness Perforated Steel Armor Plates Using Finite Element and Response Surface Methods”, Mech. Adv. Mater. Struc. Vol. 24, pp. 615–24, 2016.##
10. Fras, T., Faderl, N. “Influence of add-on Perforated Plates on the Protective Performance of Light-Weight Armour Systems”, Problemy Mechatroniki. Vol. 9, pp. 31–48, 2018.##
11. Sayahbadkhor, M., Vahedi, K., Naddaf, Oskouei A. “New Analytical Model Presentation and Numerical Investigation of Ballistic Impact on Ceramic/Metal Semi-Infinite Perforated Targets”, Modares. Mech. Eng., Vol. 20, pp. 1127–43, 2020.  (in Persian).##
12. Fellows, N., Barton, P. “Development of Impact Model for Ceramic‐Faced Semi‐Infinite Armour”, Int. J. Impact. Eng. Vol. 22, pp. 793–811, 1999.##
13. Duan, C., Dou, T., Cai, Y., Li, Y. “Finite Element Simulation and Experiment of Chip Formation Process during High Speed Machining of AISI 1045 Hardened Steel”, J. Ind. Prod. Eng. Vol.  01, pp. 28-32, 2011.##
14. Pawar, S., Salve, A., Chinchanikar, S., Kulkarni, A., Lamdhadeb, G. “Residual Stresses during Hard Turning of AISI 52100 Steel, Numerical Modeling with Experimental Validation”, Mater. Today. Proceedings. Vol.  04, pp. 2350 –2359, 2017.##
15. Teemu, R. “Prospects for the Detection of Planetary Rings around Extrasolar Planets”, Master’s thesis, Space Physics and Astronomy Research Unit, University of Oulu, Finland, 2020.##

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 18 تیر 1399
  • تاریخ بازنگری: 21 مهر 1399
  • تاریخ پذیرش: 17 مرداد 1400
  • تاریخ انتشار: 01 مرداد 1400

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار