دانلود مقاله ترجمه شده شبیه سازی المان محدود زره سرامیکی/کامپوزیت تحت ضربه بالستیک

در این مقاله، براساس کد LS-Dyna، یک شبیه سازی المان محدود (FE) سوراخ شدگی بالستیک نشانه های سرامیکی/کامپوزیت است که تحت ضربه پرتابه های استوانه ای تنگستن قرار گرفته اند، ارائه شده است. تحقیق در مورد این روش توسط گروه های تحقیقاتی متعددی در سال های اخیر انجام شده است. مصالح سرامیکی، که در ورق جلویی قرار می گیرند، از جنس آلومینا 99.5 % بوده و ورق کمکی کامپوزیت متشکل از الیاف توارون بوده است. مدل لاگرانژی دو بعدی متقارن محوری دینامیکی مشخصی در این شبیه سازی در نظر گرفته شده است. رفتارهای مواد جانسون-کوک، جانسون-هولمکوئیست و کامپوزیت-آسیب به ترتیب برای این پرتابه، مصالح سرامیکی و مصالح کامپوزیت استفاده شده اند. شکست ترد و قطعه قطعه شدگی شبه مخروط سرامیکی، معیارهای تسلیم مبتنی بر گسیختگی الیاف یا ماتریس های مصالح کامپوزیت و فرسایش یا فشردگی پرتابه در طی سوراخ شدگی منظور شده اند. سرعت مازاد و زمان سوراخ شدگی بدست آورده شدند و با مدل های تحلیلی موجود مقایسه شدند. این نتایج نشان دادند زمانی که سرامیک تحت ضربه یک پرتابه قرار می گیرد، یک شبه مخروط سرامیکی قطعه قطعه شده از کاشی سرامیکی جدا می گردد و نیم زاویه شبه مخروط سرامیکی با افزایش سرعت اولیه کاهش می یابد. علاوه بر این، لایه لایه شدگی لایه های کامپوزیت در سرعت های بالای ضربه و ورقه ای شدن لایه ها در نزدیکی سرعت حدی بالستیک کاهش می یابد.

1-مقدمه

مصالح غیرفلزی مانند سرامیک ها و کامپوزیت ها، در زره های سبک وزن کارآمد مورد بطور فزاینده ای استفاده قرار گرفته اند. زره های ترکیبی ساخته شده از کاشی های سرامیکی و یک ورق لایه ای، به نظر میرسد که یک پوشش بسیار کارآمد در برابر ضربات با سرعت کم و زیاد تشکیل می دهند. زیرا چگالی کم، سختی زیاد، صلبیت بالا و مقاومت فشاری زیاد سرامیک را با وزن سبک و شکل پذیری کامپوزیت لایه ای شده ترکیب  می کنند. زره سرامیک/کامپوزیت دولایه ای بطور گسترده ای در خودروهای سبک وزن، زره های شخصی، هلی کوپتر و هواپیما و در حفاظت از هواپیما کاربرد داشته است. زمانی که یک پرتابه به روی سرامیک/کامپوزیت ضربه وارد می کند، پرتابه در ابتدا به واسطه سرامیک سخت فرسایش یافته یا فشرده می شود و موج کششی بازتاب شده باعث شکست کششی سرامیک می گردد. لایه کمکی کامپوزیت برای جذب انرژی جنبشی باقیمانده پرتابه تغییر شکل می دهد...