Numeryczna analiza odporności balistycznej aramidowych tkanin trójosiowych *

STRESZCZENIE: Osłony balistyczne wymagają kompleksowego zweryfikowania ich parametrów odpowiadających za bezpieczeństwo. Weryfikację przeprowadza się eksperymentalnie w tunelu balistycznym, z użyciem znormalizowanego podłoża. W pracy przedstawiono numeryczną analizę odporności balistycznej aramidowych tkanin trójosiowych z kevlaru 29, poddanych ostrzałowi pociskami Parabellum 9 × 19 mm FMJ. Metodą elementów skończonych badano uderzenie pocisku w wielowarstwowy pakiet balistyczny wykonany z wymienionej tkaniny, którą najpierw poddano szczegółowej analizie wymiarowej z wykorzystaniem mikroskopu stereoskopowego OLYMPUS SZX-10, aby odwzorować jej model geometryczny. Badania symulacyjne uderzenia pocisku w pakiety balistyczne składające się z 4, 8, 12, 16, 20 i 24 warstw przeprowadzono w środowisku LS-DYNA. Analizowano maksymalną wysokość stożka odkształcenia oraz energię resztkową pocisku.

SŁOWA KLUCZOWE: tkaniny trójosiowe, metoda elementów skończonych.

ABSTRACT: The bulletproof vests require a thorough analysis of the safety performance parameters, which is carried out in a ballistic tunnel using normalized grounds. This paper presents numerical analysis of ballistic resistance of the triaxial aramid fabrics kevlar 29 which have been subjected to hitting with Parabellum FMJ 9 ×19 mm round. Finite elements method was applied to analyze effect of the impact on ballistic packag samples prepared from the said fabric which had been subjected before to detailed inspection of the dimensions under stereo microscope Olympus SZX-10. Dimensions of the fabric allowed for development of geometric model of triaxial fabric. Simulation tests of bullet impacts on ballistic packages consisting of 4, 8, 12, 16, 20, 24 layers respectively were carried out in an LS-DYNA environment. Maximum height of the cone deformation and the residual energy of bullet were analyzed.

KEYWORDS: triaxial fabric, finite element method.

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• Lim C.T., Shim V.P.W., Ng Y.H. “Finite-element modeling of the ballistic impact of the fabric armor”. International Journal of Impact Engineering. Vol. 28, Issue 1 (2003): pp. 13÷31.
• Wiśniewski A., Gmitrzuk M. “Validation of Numerical Model of the Twaron® CT709 Ballistic Fabric”. Problemy Mechatroniki: uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa. Vol. 5, Nr 2 (16) 2014.
• Dominiak J., Stempień Z. „Modelowanie numeryczne uderzenia pocisku w ciało człowieka chronione kamizelką kuloodporną”. Mechanik. Nr 7 (2013).
• Tan V.B.C., Zeng X.S., Shim V.P.W. “Characterization and constitutive modeling of aramid fibers at high strain rates”. International Journal of Impact Engineering. Vol. 35, Issue 11 (2008): pp. 1303÷1313.
• Maréchal Ch., Bresson F., Haugou G. “Development of a Numerical Model of the 9 mm Parabellum FMJ Bullet Including Jacket Failure”. Engineering Transactions. Vol. 59, No. 4 (2011): pp. 263÷272.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.7.327