بررسي عددي اثر سيال سخت شونده برشي با فرضيه اصطكاكي، در برخورد بالستيك پرتابه به پارچه ساخته شده از الياف كولار29

Numerical Analysis of Effect of STF with Frictional Hypothesis on Impact of Ballistic Projectile to Fabric Made of Kevlar 29 Fibers

اثر سيال سخت شونده برشي بعنوان عامل افزاينده اتلاف انرژي اصطكاكي الياف كولار، از اصلي ترين عوامل كاهش نفوذ پذيري در برخوردهاي بالستيك، درك مناسبي از مكانيزم اتلاف انرژي را فراهم مي آورد. در اين مطالعه تاثير سيال بر كاهش نفوذ پذيري الياف، از طريق افزايش اتلافات انرژي ناشي از اصطكاك بين الياف، و بين جسم هدف و پرتابه با استفاده از نرم افزار ANSYS شبيه سازي گرديد. پرتابه با سرعت 350 متربرثانيه به هدف برخورد داده شد. سرعت خروجي پرتابه از الياف كولار 341/88 و از الياف آغشته به سيال سخت شونده برشي 306/43 متر بر ثانيه گرديد. نتايج مدل با نمونه آزمايشگاهي مقايسه و حد بالستيك الياف كولار در حضور سيال و بدون حضور سيال مقايسه شد. براساس نتايج بدست آمده تاثير سيال بر كاهش نفوذ پذيري الياف كولار از طريق افزايش اصطكاك مي باشد. همچنين افزايش ضريب اصطكاك بيشتر از 3 تاثير چنداني در كاهش نفوذ پذيري ندارد، بگونه اي كه ضريب اصطكاك 3 موجب افزايش 172% حد بالستيك گرديد اما با افزايش به عدد 5، حد بالستيك 187% افزايش يافت كه افزايش قابل ملاحظه نمي باشد.

Investigation of the effect of the STF on increasing of frictional energy on Kevlar fibers as one of the main factors of decreasing permeability in ballistic impacts is very important. In this study, for understanding the effect of STF on decreasing the permeability of fibers by increasing the frictional energy between fibers and projectile was modeled by ANSYS15 software. The projectile was impacted to the target with velocity of 350m/s. In both models the projectile penetrated and crossed the target. In modeling with Kevlar 29 fibers, the output velocity of projectile was about 341.88m/s and in second modeling the output velocity was 306.43m/s. This model was compared with previous experimental model; ballistic limit of Kevlar fiber without STF is also compared. The results demonstrated the effect of STF on decreasing the permeability of Kevlar fibers because of increasing the friction coefficient. According to the results, increasing the friction coefficient of more than 3 did not have significant effect on decreasing permeability.