Skip to main content
SUPERVISOR
Mehran Moradi,Mostafa Ghayour
مهران مرادی غریبوند (استاد راهنما) مصطفی غیور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ali Tavana
علی توانا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Experimental study of penetration of projectile into the multilayer targets with different materials and layouts
Projectile’ penetration into the target is a complicated mechanical process that has been under consideration by researchers due to its military and non-military applications. The military applications include the design of structures that are resistant against projectile’s penetration, anti bullet armors, design of light armor systems (personal armors) for the protection of police officers, governmental authorities and martial individuals, missiles and non-military application like production of machines for traortation of dangerous materials, strengthening the body of helicopters and aircrafts, design of navies’ body, protection of space crafts, securing of head centers, design of protective coverings against rays of nuclear reactors and etc. In the above mentioned applications the impact loads due to external reasons like impact of the missiles or rackets or internal reasons like the increase in imposed pressure applied to these structures are of the most important applications of this subject.The study of impact and penetration phenomenon is too intricate and includes many problems to deal with because it involves different parameters. Some of these parameters are: propagation of elastic and plastic waves, mass and heat transfer, work hardening, friction, hydrodynamic flow, different fracture mode, the effect of geometry of impacting materials, resistance and the density of impacting materials and other parameters. In the recent fifty years many scientist have worked in this field. They have studied this complicated phenomenon with different analytical and experimental methods together with perfuming numerical simulations. Therefore the importance of this subject causes this project to survey the penetration process both experimentally and numerically.In this thesis, the penetration of a projectile with noise hemispherical into the targets with three adjacent layers (without air gap) with different arrangement and materials is been studied. The targets are circular plates with the diameter of 240mm and the material chosen is copper (ofhc) and AL1100 and the material of projectile itself is silver steel . For implementing the experiments a single step gas gun is used. The targets are arranged in three layers and without air gap. . While defining ballistic limit for the projectile-target system, the effect of layers arrangement sequence and material in their ballistic operation is pursued. The result of the experiments showed that (among eight possible different arrangement) if the aluminum and copper be arranged in sequence that the aluminum plates (harder material) are placed in the two first layers and CU (softer material) is placed in the third layer, the resistance against penetration will have the maximum value. Key Words: Penetration, Projectile, Gas gun, Ballistic limit velocity, Aluminium, Copper
نفوذ پرتابه در هدف، یک فرایند پیچیده مکانیکی است که با توجه به کاربردهای نظامی‌و غیرنظامی‌آن همواره مورد توجه محققان و دانشمندان بوده است. کاربرد‌های نظامی‌مانند طراحی سازه‌های مقاوم در مقابل نفوذ پرتابه، جلیقه‌های ضد گلوله، طراحی سیستم‌های زره سبک (زره شخصی) به منظور حفاظت از افسران پلیس، عوامل حکومت و افراد نظامی، طراحی راکت‌ها، موشک‌ها و کاربردهای غیرنظامی‌مانند ساخت وسایل حمل و نقل مواد خطرناک، مقاوم‌سازی بدنه هلیکوپترها و هواپیماها، طراحی بدنه کشتی‌ها، حفاظت سفینه‌های فضایی، ایمن‌سازی مراکز حساس، طراحی پوشش‌های محافظ رآکتورهای هسته‌ای که بارهای ضربه‌ای ناشی از عوامل خارجی نظیر برخورد موشک و راکت یا عوامل داخلی نظیر افزایش بیش از حد فشار وارده به آن‌ها از جمله مهمترین کاربردهای این بحث می‌باشند. بررسی پدیدة برخورد و نفوذ به دلیل درگیر بودن با موارد مختلفی از قبیل انتقال حرارت و جرم، کارسختی، اصطکاک، جریان هیدرودینامیک، شیوه‌های مختلف شکست، تأثیر هندسه اجسام برخوردکننده، مقاومت و چگالی مواد برخوردکننده و موارد بسیار دیگر، پیچیده و بغرنج بوده و مسائل و مشکلات فراوانی را به همراه دارد. دانشمندان فراوانی در بیش از پنجاه سال اخیر بطور جدی در این زمینه گام برداشته و با روش‌های متعدد تجربی و تحلیلی و یا شبیه‌سازی‌های عددی این موضوع پیچیده را جهت فهم بیشتر بررسی کرده‌اند. بنابراین، اهمیت این موضوع موجب شده تا در این پژوهش نیز فرآیند نفوذ به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گیرد. در این پایان‌نامه، نفوذ پرتابه سر نیم‌کروی در اهداف سه لایه مجاور هم (بدون فاصله هوایی) با جنس‌های متفاوت و چیدمان‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی پارامترهای مذکور یک سری آزمایش‌های بالستیکی ترتیب داده شده و موارد آزمایش شده توسط کد صریح LS-DYNA شبیه‌سازی شده و با نتایج تجربی مقایسه گردیده است. به طوریکه خطای ناشی از شبیه‌سازی عددی، در مقایسه با نتایج تجربی، در اکثر موارد، کمتر از 10 درصد مشاهده گردیده است. اهداف، از سه لایه با ضخامت هرکدام 1 میلی‌متر و به صورت ورق‌های دایره‌ای با قطر 240 میلی‌متر و از جنس مس خالص و آلومینیوم 1100 انتخاب شده‌اند، پرتابه نیز از فولاد نقره‌ای که تا 50 راکول سخت‌کاری شده، انتخاب گردیده است و دارای وزن 30/11 گرم می‌باشد. برای انجام آزمایشات از یک تفنگ گازی یک مرحله‌ای استفاده شده است. ضمن تعیین سرعت حد بالستیک برای این سیستم پرتابه- هدف، اثر ترتیب چینش لایه‌ها، بر عملکرد بالستیکی آن‌ها و میزان جذب انرژی هدف نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در این آزمایشات مشخص گردید، که ترکیب آلومینیوم و مس به شرطی که دو لایه اول، آلومینیوم (جنس سخت‌تر) و لایه انتهایی نیز مس (جنس نرم‌تر) باشد، مقاومت به نفوذ در این حالت (از مجموع هشت چینش مختلف) بیشتر خواهد بود. کلمات کلیدی : نفوذ، پرتابه، هدف، تفنگ گازی، سرعت حد بالستیک، میزان جذب انرژی هدف.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی