بررسي تجربي ضربه سرعت پايين پرتابه با دماغه هاي تخت، مخروطي و نيم كروي بر روي اهداف گلر نوع سوم

Experimental study of projectiles with flat, conical and hemispherical nose shapes on low velocity impact on GLARE 3

در اين مقاله، ضربه سقوط آزاد پرتابه با دماغه‌هاي مختلف بر روي اهداف گلر نوع 3 به صورت تجربي بررسي شده است. اين اهداف، از دو لايه آلومينيوم 2024 و 6 لايه كامپوزيت به روش لايه چيني دستي ساخته ‌مي‌شوند. لايه‌هاي كامپوزيتي از الياف شيشه نوع E تك جهته و رزين CY 219 با سخت كننده HY 5161 تهيه مي‌گردد. پرتابه‌ها با دماغه‌هايي‌ به شكل تخت، نيم‌كروي و مخروطي 90̊ با سختي بالا ساخته شده‌اند و با انرژي ضربه 40، 55 و 70 ژول با اهداف برخورد مي‌كنند. در اين تحقيق تاثير شكل دماغه‌ها در حداكثر نيروي ضربه، ميزان نفوذ پرتابه، ميزان جذب انرژي هدف و هندسه و ابعاد ناحيه آسيب‌ديده مورد بررسي قرار مي‌گيرد. نتايج نشان مي‌دهد اهداف تحت ضربه پرتابه مخروطي در هر سه انرژي ضربه و در پرتابه نيم‌كروي در 55 و 70 ژول دچار نفوذ كامل مي‌شوند. در سطح بالايي گلرها تحت ضربه پرتابه تخت پلاگ برشي ايجاد مي‌شود و در سطح پاييني آنها در انرژي ضربه 40 و55 ژول تغيير شكل پلاستيك بوجود مي‌آيد. در پرتابه‌ نيم‌كروي با انرژي ضربه 40 ژول و در پرتابه تخت با 70 ژول، تنش‌هاي كششي در لايه آلومينيومي زيري هدف ترك طولي ايجاد مي‌كنند. همچنين، نتايج نشان مي‌دهند كه بيشترين و كمترين مقدار نيروي تماس و انرژي جذب شده توسط هدف، به ترتيب در برخورد پرتابه تخت و مخروطي 90̊ ايجاد مي‌شوند.

In this paper, drop weight impact tests using projectiles with different nose shapes on GLARE 3 are examined experimentally. GLARE targets are made of two aluminum sheets and six composite layers by hand lay-up method. The composite layers are constructed using unidirectional E-glass fiber and cy219 resin with adding hy5161 as a hardener. The projectiles are manufactured in flat, hemispherical and conical 90̊ nose shapes and hardened. The projectiles collide to targets with initial impact energies of 40, 55 and 70 J. In this study, the effects of nose shape at the maximum impact force, the penetration, the energy absorption, and damage zone are examined. The results show that conical projectile in all three impact energies and hemispherical projectile at 55 and 70 J fully penetrate targets. Under impacts of the flat projectile, a shear plug is formed on the upper face of targets and a plastic deformation is created on the bottom face of targets in impact energies of 40 and 55 J. For hemispherical projectile at 40 J and for flat one at 70 J, the tensile stresses in the aluminum sheet located at the bottom face of target result in longitudinal crack. Moreover, results show that the maximum and minimum contact force and energy absorption occur in the projectile with flat and conical nose shapes, respectively.