بررسي تجربي پاسخ به ضربه كامپوزيت هاي مشبك استوانه اي تحت برخورد بالستيك

Experimental study on dynamic response of grid cylindrical composite structures under high velocity impact

در اين مقاله رفتار بالستيك كامپوزيت هاي مشبك استوانه اي كه امروزه به طور گسترده اي در سازه هاي مهندسي استفاده مي شوند، به روش تجربي مورد بررسي قرار مي‌گيرد. در اين تحقيق، سازه به شيوه ي پيچش الياف به روش جايگذاري دستي ساخته شده است. به منظور تست ضربه اي سازه از تفنگ گازي بهره گرفته شد و در هر آزمون سرعت هاي ورودي و خروجي پرتابه ثبت شده است. نتايج نشان مي دهند كه وجود ريب هاي مجزا، مانع نفوذ آسيب از يك سلول به سلول مجاور مي شود و سازه در سرعت نزديك به حد بالستيك نسبت به سرعت بالاتر رفتاري متفاوت از خود نشان مي دهد به اين معنا كه با نزديك شدن به ريب ها به دليل افزايش موضعي سفتي سازه سرعت حد بالستيك افزايش مي يابد، درحالي‌كه در سرعت بالاتر از حد بالستيك به دليل اينكه ريب ها منجر به كاهش سطح شكست و كاهش تغيير شكل هاي كلي و موضعي سازه مي شوند، پرتابه پس از برخورد، با سرعت بيشتري از نمونه هاي مشبك نسبت به پوسته استوانه اي كامپوزيتي ساده خارج شده است. جدايش در پوسته ي خارجي و تقويت كننده ها، جدايش تقويت‌كننده‌ها از پوسته، سرعت خروجي پرتابه، سطح شكست و اثر انحناي پوسته در دو سرعت (سرعت نزديك به حد بالستيك و سرعت بالاتر از حد بالستيك)، به عنوان نتايج تجربي ارايه و مورد تحليل و بررسي قرارگرفته‌اند.

In this paper, the experimental behavior of grid cylindrical composite structures which are used widely in engineering structures under ballistic impact is investigated. In the present study, the grid cylindrical composite samples were manufactured by the filament winding process with fiber placement procedure and perforated by projectile using the ballistic gas gun. Input and output velocities of projectile were recorded. The results show that presence of discrete ribs prevents spread damage from one cell to its adjacent cells and structure behaves differently against projectile with velocity near ballistic limit velocity and higher velocities. With approach to the ribs location ballistic limit has been increased. However due to reduce fracture area, overall and local deformations after impact in velocity which is higher than ballistic limit velocity, projectile has been come out from grid samples with higher velocity than simple composite shells. In this paper, delamination in outer composite shell and ribs, debonding between shell and ribs, residual velocity of projectile, fracture area of the grid specimens and the effects of curvature in two deferent velocities were reported and commented upon as results.